2016.09.06. - Három bolygó két csillag körül

A Carnegie Institution kutatói három óriásbolygót fedeztek fel egy kettőscsillag körül, amelynek komponensei a Naphoz teljesen hasonlóak. Két bolygó az egyik, a harmadik pedig a másik csillag körül kering.

Az eddig felfedezett exobolygó-rendszerek túlnyomó része nagyon különbözik a Naprendszertől. A legtöbb ismert exobolygó ún. szuperföld, olyan planéta, amelyik bolygónknál nagyobb, de a Neptunusznál és az Uránusznál kisebb. A legfrissebb statisztikák szerint a Jupiterhez hasonló méretű bolygók eléggé ritkák, mindössze a csillagok néhány százaléka körül fordulnak elő. Ez utóbbi ténynek a jelentőségét az adja, hogy a Jupiter gravitációja nagy hatást gyakorolt a Naprendszerre annak kialakulásakor és fejlődésének korai szakaszában. A jupiterszerű planéták kis száma így magyarázhatja, hogy a Naprendszer miért üt el annyira a mostanáig megismert bolygórendszerektől.

A Carnegie Institution for Science kutatóinak új felfedezése az intézet saját fejlesztésű, Planet Finder Spectrograph (PFS) nevű műszerével gyűjtött adatok elemzésén alapul. A PFS a Carnegie Las Campanas Obszervatóriumában működő Magellan Clay teleszkópon üzemel, és mint a neve is mutatja, kifejezetten exobolygók keresésére építették. A PSF - mivel lassan már hat éve működik - mára hosszú periódusú, vagy erősen elnyúlt pályákon keringő óriásbolygók detektálására is alkalmas, ilyen a három új planéta is, amelyeket a Naphoz nagyon hasonló csillagokból álló kettős komponensei körül mutattak ki. A kutatócsoport vezetője, Johanna Teske szerint fő céljuk annak kiderítése, hogy a Jupiterhez hasonló óriásbolygók tényleg inkább hosszú periódusú, vagy nagy excentricitású pályákon mozognak-e. Ha ez a helyzet, az lényeges információ lehet a Naprendszer kialakulásával kapcsolatban, és segíthet megérteni azt, hogy hol találunk nagyobb valószínűséggel lakható bolygókat.

A HD 133131AB rendszer sematikus rajza. Ez a legkisebb szeparációjú ismert kettős, amelynek mindkét komponense körül kering bolygó. Jelenleg mindössze hét olyan fémszegény kettős van, amelynek rendszerében bolygót találtak.
[Timothy Rodigas]

A csoport a HD 133131AB jelű kettőst tanulmányozta, amelynek mindkét komponense G2V, azaz a Napéval teljesen megegyező színképtípusú csillag. A radiálissebesség-görbék alapján az A komponens körül két bolygó kering közepesen excentrikus pályán, körülbelül 1,4 és 4,8 csillagászati egységre a csillagtól, ezek tömege legalább 1,4, illetve 0,6 jupitertömeg, míg a B komponens körül egyetlen, legalább 2,5 jupitertömegű planéta mozog, szintén közepesen elnyúlt, nagyjából 6,4 csillagászati egység fél nagytengelyű pályán. A két csillag távolsága 360 csillagászati egység, ami az ilyen típusú kettősök között eddig a legkisebb (a következőnél a távolság már körülbelül 1000 csillagászati egység).

A rendszer más szempontból is különleges, ugyanis mindkét csillag fémszegény, ami azt jelenti, hogy a hidrogén és a hélium mellett nagyon kevés egyéb kémiai elemet tartalmaz. A legtöbb óriásbolygóval rendelkező csillag ezzel ellentétben fémben gazdag. A HD 133131AB mellett csak hat másik olyan kettős ismert, amelynek bolygói vannak és a komponensei szintén fémszegények. A részletes elemzés szerint ráadásul a HD 133131AB két csillaga nem teljesen azonos, kémiai összetételük némileg különbözik, így nem igazi "ikrek", inkább csak "testvérek". Ez pedig arra utalhat, hogy az egyik csillag fejlődése korai szakaszában elnyelt néhány bolygókezdeményt, ami kicsit megváltoztatta a kémiai összetételét. Másik lehetőség, hogy a megmaradt óriásbolygók gravitációs hatására már teljesen kifejlődött kisebb bolygók is a csillagba zuhanhattak, vagy elhagyhatták a rendszert.

Fantáziarajz a HD 133131AB kettős rendszerről, amelyben három bolygó kering, az egyik csillag körül kettő, a másik körül pedig egy.
[Robin Dienel]

Teske magyarázata szerint nagyon kicsi a valószínűsége egy ilyen paraméterekkel rendelkező rendszer felfedezésének, így az eredmények fontos mérceként szolgálhatnak a bolygókeletkezés megértésében, különösen a kettős rendszerekben.

Az eredményeket részletező szakcikk a Astronomical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2016.08.31.