2014.02.07. - Szeszélyes évszakok a búgócsiga-bolygón

A Kepler-413b jelű exobolygó egy törpecsillagokból álló pár körül kering, tengelye pedig olyan gyorsan imbolyog, hogy az évszakok teljesen kiszámíthatatlan módon váltakozhatnak rajta.

Némi túlzással a Kepler-413b jelű planéta forgástengelye olyan gyorsan precesszál, mint egy megpörgetett búgócsigáé: a tengely helyzete akár 30 fokot is változhat mindössze 11 év leforgása alatt. Összehasonlításul a Föld esetében ezek az értékek 23,5 fok és mintegy 26 ezer év. A felfedezést jegyző kutatócsoportot is meglepte, hogy a rendszerének központjától viszonylag távol keringő bolygó ilyen rövid, emberi léptékű precessziós periódussal rendelkezik.

A Kepler-413b távolsága körülbelül 2300 fényév, a bolygó egy vörös és egy narancssárga törpecsillagokból álló fedési kettős körül kering 66 napos periódussal. A planéta mellett annak pályája is precesszál körülbelül 11 éves periódussal, és mivel síkja mintegy 2,5 fokos szöget zár be a kettős pályasíkjával, a Földről nézve úgy látszik, mintha a bolygópálya folyamatosan fel-le mozogna. "Normál" esetben a Kepler által detektált tranzitok - amikor a bolygó elhalad a csillaga, jelen esetben csillagai előtt - szabályos időközönként következnek be, a Kepler-413b esetében azonban ez nem így történt, de pont a szokatlan mintázat tette lehetővé a pályaprecesszió felfedezését.

Az illusztráció a Kepler-413 rendszert mutatja felülnézetből. A Kepler-413b jelű bolygó egy törpecsillagokból álló pár körül kering 66 napos periódussal egy olyan pályán, amelynek síkja 2,5 fokos szöget zár be a kettősével és 11 éves periódussal precesszál.
[NASA/ESA/STScI]

A Kepler-413 rendszer és a Kepler-413b pályájának változása oldalnézetből.
[NASA/ESA/STScI]

A kutatócsoport vezetője, Veselin Kostov (Space Telescope Science Institute, Johns Hopkins University) szerint a Kepler körülbelül 1500 napos működésének első 180 napja alatt rögzített adatokban 3 tranzitot lehetett megfigyelni, mégpedig 66 naponként, majd egy 800 napos tranzitmentes időszak következett, ami után 5 további tranzitot tudtak detektálni sorban. A következő, Földről is látható tranzit azonban az előrejelzésük alapján nem várható 2020 előtt.

Egyelőre még nincs magyarázat arra, hogy a bolygó pályasíkja miért nem esik egybe a csillagokéval és miért precesszál. Valószínűleg vannak még más planéták is a rendszerben, és ezek hatása okozhatja a pálya szokatlan viselkedését, Peter McCullough (STScI, Johns Hopkins University) szerint azonban a detektálásukhoz éppen nem kedvező időszakban vagyunk. Az is elképzelhető azonban, hogy egy harmadik, vizuálisan is észlelhető közeli csillag gravitációsan is kötött rendszert alkot a fedési kettőssel és a perturbáló hatást az ő gravitációs ereje gyakorolja. A rendszer pályakonfigurációjának eredménye az is, hogy a fedési kettős hatására a bolygó forgástengelye is precesszál a pályaprecessziósnak megfelelő, 11 éves periódussal.

Bár a Kepler-413b-n a Földhöz hasonlóan - igaz, hogy rapszodikus módon - váltakoznak az évszakok, a bolygó túl közel van a csillagaihoz és így túlságosan meleg ahhoz, hogy folyékony víz létezhessen rajta, ezáltal pedig alkalmatlan bármilyen általunk elképzelhető létforma hordozására. A bolygónak egyébként sincs szilárd felszíne, mivel a szuper-neptunuszok közé tartozó gázóriásról van szó, melynek tömege a Földének mintegy 65-szöröse.

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

Forrás:

• NASA Science News 2014.02.04.