2016.01.29. - Mégis van csillaga a magányosnak vélt bolygónak

Egy bolygóról, amelyről eddig úgy vélték, szabadon rója útját az űrben, kiderült, hogy mégis van csillaga, attól azonban 1000 milliárd kilométer távolságban kering, 7000-szer messzebb, mint a Föld a Naptól.

A kutatók az elmúlt öt év során számos olyan bolygószerű égitestet találtak, amelyek nem csillag(ok) körül keringenek, hanem szabadon mozognak az űrben. Ezek az objektumok a Jupiterhez hasonló gázóriások, a tömegük nem elég nagy ahhoz, hogy belsejükben beindulhasson a termonukleáris fúzió, azaz valódi csillagokká válhassanak, így folyamatosan hűlnek és halványodnak. A hőmérsékletük viszonylag egyszerűen meghatározható, de az függ a tömegüktől és a koruktól is. A csillagászoknak először tehát azt kell kideríteniük, mennyi idősek, hogy ennek ismeretében eldönthessék, valóban bolygók-e, vagy azoknál nagyobb tömegű "elvetélt" csillagok, ún. barna törpék.

A 2MASS J2126-8140 jelű objektumot egy angol vezetésű kutatócsoport fedezte fel egy infravörös égboltfelmérés során, ekkor fiatal és így kis tömegű égitestként katalogizálták. 2014-ben kanadai csillagászok a körülbelül 45 millió éves, csillagokból és barna törpékből álló Tucana-Horologium mozgási halmaz tagjaként azonosították, amely elég fiatal és kis tömegű ahhoz, hogy szabadon mozgó bolygónak tekinthessük. (Nevezett halmazban pár évvel korábban magyar kutatók vezetésével is azonosítottak új tagokat.) Az égbolt ugyanezen területén található a TYC 9486-927-1 katalógusjelű, szintén fiatal csillag, amely azonban nem tagja semmilyen csoportosulásnak. Mostanáig senki nem gondolta, hogy a két égitestnek köze lehet egymáshoz.

Niall Deacon (University of Hertfordshire) az elmúlt néhány évben olyan fiatal csillagok után kutatott, amelyeknek nagy távolságban keringő kísérőjük van. A munka során kollégáival áttekintették a fiatal csillagok, barna törpék és szabadon mozgó bolygók listáit, hogy megállapíthassák, előfordulnak-e közöttük egymással kapcsolatban álló objektumok. Eredményük szerint a TYC 9486-927-1 és a 2MASS J2126-8140 együtt mozog az űrben, amit az is alátámaszt, hogy a mérések szerint mindkettő 104 fényév távolságra van a Naptól. Deacon szerint ez a legtágabb ismert bolygórendszer, mindkét tagját 8 éve ismerjük, de eddig senki sem hozta kapcsolatba azokat egymással. A bolygó tehát nem csillag nélküli, az óriási távolság miatt azonban kétségtelenül "magányos".

Hamisszínes infravörös felvétel a TYC 9486-927-1 és a 2MASS J2126-8140 közvetlen környezetéről. A nyilak a csillag és bolygójának az égbolt érintősíkjára vetített 1000 év alatti elmozdulását jelzik. A skálát az alul látható szakasz mutatja.
[2MASS/S. Murphy/ANU]

Az alapos vizsgálat nem tudta megerősíteni, hogy a TYC 9486-927-1/2MASS J2126-8140 páros tagja lenne bármilyen fiatal csoportosulásnak. A kutatás egyik résztvevője, Josh Schlieder (NASA Ames Research Center) szerint a csoporttagság a kor megállapítása miatt lett volna kedvező, de miután erre utaló bizonyítékot nem találtak, más módszerhez kellett folyamodniuk. A csillagokban a lítium még a pályafutásuk legelején elbomlik, így minél több lítium található egy csillagban, az annál fiatalabb. A könnyű elem gyakoriságát a színképben megfigyelhető jellegzetes vonalainak tulajdonságai alapján lehet meghatározni. A TYC 9486-927-1 spektrumában erősebbek a Li vonalai, mint a 45 millió éves Tucana-Horologium asszociáció csillagaiban, de gyengébbek, mint egy 10 millió éves csoportosulás csillagai esetében, azaz a TYC 9486-927-1 kora valahol a két érték között lehet.

Ezen korbecslés ismeretében a kutatók a 2MASS J2126-8140 tömegét 11,6 és 15 jupitertömeg közé teszik. Ezzel az értékkel az objektum éppen a bolygókat és a barna törpéket elválasztó határon van. A 2MASS J2126-8140 tömege, kora és hőmérséklete hasonló lehet a β Pictoris b megfelelő paramétereihez. Utóbbi bolygó egyike azoknak, amelyekről először sikerült közvetlen felvételt rögzíteni. A 2MASS J2126-8140 azonban 700-szor nagyobb távolságban járja körül a csillagát, mint a β Pictoris b a sajátját. A kutatócsoport másik tagja, Simon Murphy (Australian National University) szerint teljesen nyitott kérdés, hogy egy ilyen tág bolygórendszer hogyan keletkezett és maradhatott fenn.

A 2MASS J2126-8140 körülbelül ezer milliárd kilométerre van a csillagától, ami nagyjából 7000-szerese a Nap és a Föld távolságának, a csillagászati egységnek. Ilyen óriási távolságban mintegy 900 ezer évig tart egy teljes keringés, azaz a bolygó kevesebb, mint ötven fordulatot tett meg a csillaga körül élete során. Nagyon kicsi az esélye, hogy egy ilyen egzotikus rendszerben bármilyen élet létezzen, de az esetleges (értelmes) bolygólakók a napjukat egy fényes csillagnak látnák csupán, és talán fel sem ismernék, hogy közük van hozzá.

Fantáziarajz a 2MASS J2126-8140-ről. Távolban, a kép bal felső sarka felé csillaga, a TYC 9486-927-1 látható.
[University of Hertfordshire/Neil Cook]

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2016.01.26.