Valósággá vált a Csillagok Háborúja

Eleve ritkaságszámba megy, ha valakinek sikerül egy Naprendszerünkön kívüli bolygóról képet készítenie, de még ennél is sokkal ritkább eset, hogy ez a bolygó két nap körül kering.

A most felfedezett világ egészen kivételesnek számít: a bolygó közelebbről ölelkezik ikercsillagaival, mint bármely eddigi, kettős csillagrendszerben fényképezett planéta. Valójában hatszor közelebb kerül napjaihoz, mint az összes korábban lefotózott exobolygó – írja az Origo.

Nagyon kevés ilyen fajta exobolygó létezik

A felfedezés egyedülálló betekintést nyújt a bolygók keletkezésébe és mozgásába a többelemű csillagrendszerekben. Szintén kiváló lehetőség ez arra, hogy az asztrofizikusok tanulmányozzák a csillagok és bolygóik egymás körüli táncát, és ellenőrizzék a komplex csillagrendszerekre vonatkozó bolygókeletkezési elméleteiket.

A Northwestern csillagászai a The Astrophysical Journal Letters csillagászati szakfolyóiratban tették közzé eredményeiket. Ezzel egyidejűleg az angol Exeteri Egyetem európai kutatói is hírt adnak ugyanerről a felfedezésről az Astronomy and Astrophysics folyóirat hasábjain.

„A hatezer számunkra ismert exobolygónak csupán az elenyésző hányada kering páros csillagrendszerben„ – ismertette Jason Wang, a Northwestern csillagásza és a tanulmány egyik rangidős szerzője.

„Közülük is alig néhányról rendelkezünk olyan közvetlen képi felvétellel, amin a kettőscsillag és a bolygó maga is látszódik.”

„A bolygó és az ikercsillag együttes fényképezése azért izgalmas, mert ez az egyetlen olyan naprendszertípus, ahol az ikercsillagok és a bolygó pályáját egyszerre tanulmányozhatjuk az égen. Nagy érdeklődéssel követjük nyomon továbbra is a mozgásukat, és figyeljük, miként táncol át az égen ez a három égitest.”

Wang a Northwestern művészeti és természettudományi fakultásának fizikus-csillagász tanársegédje és az exobolygók fotózásának szakértője, emellett a Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA, Interdiszciplináris Asztrofizikai Felfedező- és Kutatóközpont) tagja. A tanulmány vezető szerzője, a Northwesternen nemrég végzett Nathalie Jones szintén a CIERA munkatársa és Wang kutatócsoportjának tagja.

Hogyan találták meg a Csillagok Háborúja bolygóját?

A kutatók sok évvel ezelőtt gyűjtött adatok között bukkantak rá erre az exobolygóra. Wang még doktorandusz hallgató korában részt vett a Gemini Planet Imager (GPI) nevű speciális eszköz működtetésében. A GPI-t arra tervezték, hogy távoli bolygók képeit rögzítse az őket túlragyogó anyacsillaguk fényének kitakarásával. A GPI, amely eredetileg Chilében, a Gemini South teleszkópállomáson üzemelt, adaptív optika és koronagráf segítségével élesítette ki a fényes csillagok körül keringő halvány bolygók képét.

„Belefogtunk ebbe az óriási kutatásba, aminek kapcsán jó párszor jártam Chilében„– meséli Wang.

”Doktoranduszként az időm jó részét bolygóvadászattal töltöttem. A műszer életideje alatt több mint 500 csillagot figyeltünk meg, de csak egyetlen új bolygót találtunk. Jó lett volna persze többet látni, de ez is elmondott valami fontosat: azt, hogy mennyire ritkák az exobolygók.”

Közel egy évtizeddel később Wang megkérte Jones-t, hogy nézze át újra az akkori adatokat. A tudósok és a mérnökök jelenleg épp ráncfelvarrást hajtanak végre a GPI-n, és jövőre új helyen, a hawaii Mauna Kea csúcsán, a Gemini North teleszkóphoz kapcsolva fogják beüzemelni. Amikor a GPI élete első fejezetének végére ért Chilében, Wang úgy gondolta, ideje a régi kutatást lezárni.

„Nem számítottam rá, hogy új bolygókat találunk, de gondoltam, végezzünk alapos munkát, és fussuk át még egyszer alaposan az egészet.”

Így hát Jones újraelemezte a GPI által 2016 és 2019 között begyűjtött adatokat, és a Northwestern intézményi hozzáférését kihasználva összevetette őket a W. M. Keck Obszervatórium megfigyeléseivel. Tavaly nyáron aztán az átfésülés közben valami gyanúsra lett figyelmes.

Egy halvány égitestet látott, amely folyamatosan követte egy csillag mozgását, miközben áthaladt az égbolton.

„A csillagok nem állnak mozdulatlanul a galaxisokban, hanem változtatják a helyüket. Egyik pillanatban ránézünk egy égitestre, aztán visszakeressük egy későbbi időpontban, hogy lássuk, elmozdult-e a helyéről. Ha egy bolygó egy csillaghoz tartozik, az együtt fog mozogni a csillaggal. Néha, amikor visszakeresünk egy vélt ’bolygót’, kiderül, hogy nem mozog együtt a csillaggal, amivel előzőleg együtt láttuk. Ilyenkor tudjuk, hogy valójában csak egy feltűnősködő csillag volt, ami épp áthaladt a képen, amikor fotóztunk. De ha a két égitest valóban együtt mozog, akkor a kísérő égitest valószínűleg csakugyan a csillaga körül keringő bolygó.”

„A fényt is figyeljük, amit az égitest kibocsát – teszi hozzá Jones. – Tudjuk, hogyan néz ki egy csillagból és hogyan egy bolygóról érkező fény. Ennél az objektumnál úgy ítéltük, hogy a fénye inkább hasonlít arra, amit egy bolygótól várnánk.”

A csoport meglepetésére Jones igazolta, hogy a gyanús objektum valóban egy bolygó, amelyet a GPI még 2016-ban kapott lencsevégre, de a korábbi elemzések átsiklottak fölötte. Még ugyanezen a nyáron az Exeteri Egyetem csillagászai által vezetett európai kutatócsoport a saját adatai újraelemzése során Wangéktól függetlenül rábukkant ugyanerre a bolygóra, s ezzel megerősítette Jones felfedezését.

Az újonnan megtalált bolygó gigantikus: mérete a Jupiter hatszorosa. Bár forróbb, mint a mi Naprendszerünk bármelyik bolygója, hidegebb az eddig közvetlenül fotózott exobolygóknál. Körülbelül 446 fényévre található a Földtől, vagyis Wang megfogalmazásában „nem a mi helyi csillagszomszédságunk lakója, hanem mondjuk a szomszéd városé”. Emellett mindössze 13 millió éves életkorával ez az exobolygó kifejezetten suhancnak számít.

„Nekünk ez régnek hangzik, de a dinoszauruszok addigra már 50 millió éve kihaltak – helyezi kontextusba Wang. – Galaktikus léptékben ez viszonylag fiatal kornak számít, így a bolygó őriz még valamennyit a születésekori hőből.”

A csoportot megdöbbentette az is, hogy az eddig ismertekhez képest mennyire közel található ez az exoplanéta a gazdacsillagaihoz. A csillagok maguk szorosan keringenek egymás körül: mindössze 18 földi nap alatt megtesznek egy teljes fordulatot. A bolygónak azonban 300 évbe telik bejárnia az ikercsillagok körüli pályáját. Ez kicsit több, mint amennyi idő alatt a Plútó megkerüli a mi Napunkat. „Itt van ez a nagyon szoros csillagpáros, amelyben a csillagok igen gyorsan lejtik egymás körüli táncukat – fűzi tovább Wang –, és akkor itt van ez a meglehetősen lassú bolygó, amely messziről kerülgeti őket.” De még ez a messzi is kimondottan közelnek számít, ha a többi, kettős csillagrendszerben közvetlenül lefotózott exobolygóhoz viszonyítunk. Bár a Northwestern kutatói nem tudják, miként alakult ki ez a naprendszer, azt feltételezik, hogy a csillagpáros alakult elsőnek, és a bolygó csak őket követően képződött.

„Még nem tudjuk biztosan, hogy működik ez az egész – ismeri el Wang. – Mivel még csak néhány tucat ehhez hasonló bolygót láttunk, nincs elég adatunk ahhoz, hogy összerakjuk a puzzle-t.”

Találhatunk még hasonló égitesteket

A csoport folytatni szeretné a csillagrendszer megfigyelését, hogy jobban megértsék a keletkezését és működését. Jones jelenleg pályázati tervezeteket ír, hogy több adatot gyűjthessenek.

„Igénylek további teleszkópidőt, hogy tovább figyelhessük ezt a naprendszert – mondta el Jones.

„Követni szeretnénk a bolygót és megfigyelni a pályáját, ahogyan a csillagpárosét is, hogy jobban megértsük az ikercsillagok és bolygóik kölcsönhatásait.”

Ez a felfedezés azzal, hogy megmutatta, az orrunk előtt is rejtőzhetnek meglepetések, újfent rávilágított az archív teleszkópadatok értékére. Jones folytatja az évekkel ezelőtti adathalmazok újraelemzését, hátha akad még valami, ami a korábbi kutatóknak elkerülte a figyelmét.

„Van ott még pár gyanús objektum – mondta sokat sejtetően –, de hogy pontosan mik azok, azt még ki kell derítenünk.”