Véletlenül fedeztek fel egy exobolygót

A felfedezett planétához hasonlót a kutatóknak korábban még nem volt lehetőségük tanulmányozni.

A Cheops ezúttal a Farkas (Lupus) csillagképben található közeli, Napunkhoz hasonló csillag, a Nű2 Lupi bolygóit vizsgálta. A kevesebb mint ötven fényévnyire található égitest olyan fényes, hogy szabad szemmel is megfigyelhető. A rendszerben található három exobolygót 2019-ben fedezték fel a Chilében működő HARPS teleszkóppal. A planéták a Földnél nagyobb, a Neptunusznál viszont kisebb tömegűnek bizonyultak. A rendszert a NASA TESS teleszkópja is vizsgálta, amely a két belső bolygó (b és c) tranzitját – azaz csillagkorong előtti áthaladását – is kimutatta. A Cheops célja szintén e két égitest pontosabb vizsgálata volt.

„A Nű2 Lupihoz hasonló tranzitáló rendszerek rendkívül fontosak a bolygók kialakulásának és fejlődésének megismerése szempontjából, hiszen több, ugyanazon fényes csillag körül keringő bolygót hasonlíthatunk össze nagy részletességgel” – magyarázza az ELKH közleményében a munkát vezető Laetitia Delrezt, a Liege-i Egyetem kutatója.

The discovery is one of the first results from " target="_blank" rel="noopener noreferrer">@esascience #Cheops, and the first time an exoplanet with a period of over 100 days has been spotted transiting a star that is bright enough to be visible to the naked eye! pic.twitter.com/STANTjaUkn

— ESA CHEOPS – Characterising Exoplanet Satellite (@ESA_CHEOPS) " target="_blank" rel="noopener noreferrer">June 28, 2021

Nagy meglepetést okozott a Cheops kutatóinak, amikor az egyik belső bolygó vizsgálata során észrevették, hogy egy másik égitest is áthaladt a Nű2 Lupi korongja előtt. Ez azért lepte meg a tudósokat, mert az észlelt bolygó jóval távolabb kering a csillagtól, mint két társa. Míg a b és c bolygó csupán 11,6 és 27,6 nap alatt kerüli meg csillagát, addig a Nű2 Lupi d-nek ehhez több mint száz napra van szüksége. Ilyen távoli égitestek esetén a csillagkorong előtti áthaladásra jóval kisebb az esély.

A tranzit során az exobolygó kitakarja a csillag korongjának egy apró hányadát, ami a csillagfény kismértékű csökkenését okozza. A fénycsökkenés mértékéből következtetni lehet a bolygó méretére, sőt, annak pályájáról és esetleges légköréről is információt nyújt. A tranzitok mérése így az exobolygórendszerek vizsgálatának bevált módja.

A Cheops precíz fényességmérésének köszönhetően a kutatók képesek voltak rendkívül pontosan meghatározni mindhárom bolygó méretét. A meglepetést okozó Nű2 Lupi d-ről bebizonyosodott, hogy

a Földnél két és félszer nagyobb sugarú égitest, amely a központi csillagot 107 nap alatt kerüli meg.

A beszámoló szerint a Nű2 Lupi d kiváló alanyul szolgálhat majd a hamarosan startoló James Webb űrteleszkóp számára is.

„Sok tranzitbolygó esetén fennálló probléma, hogy a központi csillaguk túl halvány a bolygó paramétereinek pontosabb vizsgálatához. A Nű2 Lupi ezzel szemben a fényes csillagok közé tartozik, d bolygója pedig egy hiánypótló osztály jeles képviselője – a csillagtól távolabb keringő tranzitbolygóké. Ennek köszönhetően kedvező célpontnak ígérkezik a nem túl forró exobolygólégkörök vizsgálatára is” – mutatnak rá.

Ugyan a Nű2 Lupi bolygói közül egyik égitest sem a lakhatósági zónán belül kering, mégis jó lehetőséget biztosítanak a bolygók fejlődésének, belső szerkezetének vizsgálatára, vagy épp kísérőik kimutatására.

A kutatások eredményei alapján a legbelső, b bolygó főleg kőzetből áll, így az a szuperföldek kategóriájába tartozik. Vele ellentétben a c és a d bolygók esetén a mérések nagy víztartalomra és egy kiterjedt, hidrogénből és héliumból álló burok jelenlétére utalnak. Bár víztartalmuk jóval meghaladja a Földét, esetükben az nem folyékony halmazállapotban fordul elő. A kutatók számításai szerint a Nű2 Lupi c és d bolygón a víz vagy nagy nyomású jégrétegben található, vagy a felszínt körülvevő légkörben, forró gőz formájában lehet jelen.

While exploring two exoplanets in a bright nearby star system, " target="_blank" rel="noopener noreferrer">#Cheops unexpectedly spotted the system’s third known planet crossing the face of the star!

This transit reveals exciting details about a rare planet with no known equivalent 👉https://t.co/No6ciOqLoq pic.twitter.com/M4DNxPMfN5

— ESA CHEOPS – Characterising Exoplanet Satellite (@ESA_CHEOPS) " target="_blank" rel="noopener noreferrer">June 28, 2021

Adottságainak köszönhetően a Nű2 Lupi rendszer ideális célpont lehet exoholdak, vagy éppen a bolygókat körülvevő gyűrűrendszerek kimutatására is.

A Cheops (CHaracterizing ExOPlanet Satellite, Exobolygó Karakterizáló Műhold) egy európai üzemeltetésű űrteleszkóp, melynek elsődleges célja a már ismert exobolygók mélyebb megismerése. A Cheops tudományos irányítóbizottságának magyar tagja Kiss László, az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) főigazgatója. A nemzetközi együttműködésben a szombathelyi Gothard Asztrofizikai Obszervatórium igazgatója, Szabó M. Gyula is részt vesz.

A megfigyelések eredményeit összefoglaló cikk a Nature Astronomy szaklapban jelent meg június 28-án.

Borítóképünk illusztráció