Elsőként sikerült kutatóknak a James Webb Űrtávcső segítségével felfedezni egy exobolygót.
Az égitestet a James Webb közeli infravörös tartományában működő spektrográfjával (NIRSpec) fedezte fel a marylandi Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizika Laboratóriumának kutatócsapata, élén Kevin Stevensonnal és Jacob Lustig-Yaegerrel, mindössze két csillag előtti áthaladást követően.
Az exobolygók felfedezésének egyik legkönnyebb módszere az, amikor az exobolygónak a csillaga előtti áthaladásakor nézik a csillag fényességét. Az apró, periodikus fényességcsökkenések az exobolygók igazi “bűnjelei”. Kép: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI); Science – K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona)
Az Oktáns csillagképben található, 41 fényévre lévő vörös törpecsillag körül keringő LHS 475 b névre hallgató kőzetbolygó mérete csaknem megegyezik a Földével (annak 99%-a), légkörének összetétele egyelőre ismeretlen. A planéta a csillagához igen közel kering, emiatt hőmérséklete a Földénél több száz Celsius fokkal lehet melegebb, ennek ellenére a kutatók feltételezik, hogy van légköre, mely valószínűleg a Vénuszéhoz hasonló.
A kutatók eredményei megnyitották a lehetőséget a kisebb vörös törpecsillagok körül keringő Föld-méretű bolygók pontos meghatározására. “Ez a kőzetbolygó megerősítése rávilágít a küldetés műszereinek pontosságára” – mondta Stevenson. “És ez csak az első azon sok felfedezés közül, amelyet még meg fog tenni.” – tette hozzá Lustig-Yager. “Ezzel a teleszkóppal a Föld-szerű exobolygók jelentik az új határt.”
Az Európai Déli Obszervatórium VLT (Nagyon Nagy Távcső) nevű műszerével csillagászok egy csoportja felfedezte a Proxima Centauri vörös törpecsillag harmadik bolygóját – számol be a Phys.org. A most felfedezett Proxima Centauri d jelű bolygó tömege a Föld tömegének negyede, így az egyik legkisebb tömegű exobolygó, amit valaha felfedeztek. A bolygó a vörös törpe körüli lakhatósági zónában található – ez az a terület, ahol egy bolygó felszínén a víz folyékony állapotban lehet jelen. A planéta mindössze 4 300 000 kilométerre (0,029 Csillagászati Egység) kering csillagától, e távolság a Merkúr naptávolságának kevesebb, mint egytizede, keringési ideje így mindössze öt földi nappal egyenlő.
Művészi ábrázolás a Proxima Centauri d jelű bolygóról. Forrás: ESO/L. Calçada
Jóllehet az újonnan felfedezett bolygó egy hozzánk igen közeli, mindössze 4,2 fényévre lévő csillag lakhatósági zónájában található, nem szabad elfelejteni, hogy a vörös törpe csillagokból (így a Proxima Centauriból is) áradó Röntgensugárzás 400-szorosa a Napunkból érkezőnek, így az életnek ezen bolygón történő kialakulása és fennmaradása jelen ismereteink szerint erősen kétséges.
Az egyes (vörös, narancs és sárga törpe) csillagok körüli lakhatósági zónák méretének, a csillagok gyakoriságának, és az általuk kibocsájtott Röntgensugárzásnak az összehasonlítása. Forrás: APOD/NASA ESA, Z. Levy (STScI)
Számtalan lehetőségünk van arra, hogy megismerjük a Naprendszerünket. Elég csak kinyitnunk egy tudományos könyvet, átkapcsolni a tévét egy ismeretterjesztő csatornára vagy követni egy ismeretterjesztő oldalt az interneten, esetleg ilyen ismertető videókat nézni. A következő cikksorozatban azonban a Naprendszert egy új oldaláról ismerhetjük meg. A sorozat a tudományos fikció világába kalauzol el minket. Égitestről égitestre haladva ismerhetjük meg, hogy az adott objektum miként jelenik meg a sci-fikben, a könyvek lapjain csak úgy, mint a mozivásznon. Elsősorban azokra a művekre koncentráltam, amik a hazai science-fiction rajongók körében jól ismertek. Akik már látták, olvasták őket, azok számára nyilván ismerős a terep, akik még nem, azoknak remélem, sikerül kedvet csinálni. Utazásunk során belülről kifelé haladunk, a belső bolygókkal kezdjük és a Naprendszer határán fejezzük be, s közben felfedezzük ismerős égitestjeink idegen oldalát.
A Naprendszerről szóló korai szakirodalom a XVII. századig visszanyúló tudományos spekulációk nyomán azt feltételezte, hogy minden bolygó saját őshonos életformának ad otthont, emellett gyakran feltételezik, hogy lakói antropomorfok. Ezeket az elképzeléseket ma bolygóromantikának hívjuk. A tudomány fejlődésével aztán a sci-fik is igyekeztek lépést tartani. Míg először csak a holdutazás foglalkoztatta őket, a 20. századtól megjelent a Mars kolonizálása és/vagy terraformálása, s az élet lehetőségeit is áthelyezték a gázóriások egyes holdjaira (mint például az Europa és az Enceladus).
Pluto és holdjai, üstökösök, mély-ég objektumok, csillagok, exobolygók…
Miután végigmentünk a Naprendszer bolygóin és az aszteroida-övezeten, még rengeteg égitest és objektum van, melyek azért szerepet játszanak egy-egy műben.
Kezdjük először a Neptunuszon túli objektumokkal. A múltban e terület tudományos-fantasztikus környezetként való felhasználását a Plutóra korlátozták, tekintettel annak viszonylag korai felfedezésére. Ebből az időből azonban nem találunk magyar vonatkozásokat.
A Pluto leginkább viszont a modern kori animációs sorozatokban tűnik fel. A Futurama-ban például pingvinek élőhelyeként emlegetik. A Rick and Morty című sorozatban már nagyobb szerepet kap: Jerry szerint a Pluto ugyanis még mindig bolygó (holott 2006-ban törpebolygóvá minősítették). E kijelentés hatására a plutóiak az égitestre viszik őt és Mortyt, ahol hősként és hírességként kezelik őket. Sőt, el kell hitetniük a polgárokkal, hogy a Pluto még mindig bolygó, hogy így tovább bányásszák a magjából a plutóniumot.
Még a Naprendszeren belül maradva beszéljünk kicsit az üstökösökről. Ezek mindig nagy hatást gyakoroltak az emberekre, rengeteg mítosz vagy éppen vallási csoport, szekta kapcsolódik hozzájuk. Jules Verne: Hector Servadac című regényében kiderül, hogy a Föld néhány jelentéktelen darabját a Gallia fantázianevű üstökös vonzotta magához, s szereplőinknek tulajdonképpen e darabokon kell túlélniük, illetve megtervezni visszatérésüket a Földre. Arthur C. Clarke 2061 Űrodisszeia folytatásregényében ugyan csupán mellékesen látogatják meg a Halley-üstököst, a regény azonban azért kapta e címet, mert az üstökös valóban ekkor fog visszatérni.
Ezek után térjünk át a mély-ég objektumokra. Közülük talán az egyik leglátványosabbak a galaxisok. Ezekből a közelsége és szabad szemmel való láthatósága miatt a legnépszerűbb az Andromeda-köd. Talán kevesen tudják, de A Galaxis Őrzői című Marvel-filmek itt (és nem a saját galaxisunkban) játszódnak.
Egy másik, kevésbé ismert társa a Pegazus-galaxis. A science-fiction világában itt játszódik a Csillagkapu: Atlantis című sorozat. A Nagy Magellán-felhő ugyan a déli égbolton látszódik, de mivel igen látványos szabad szemes objektum, előszeretettel jelenik meg sci-fikben. A Marslakó A Mostohám sci-fi vigjáték címadó szereplője nem a Marsról, hanem éppen e felhőből érkezett a Földre, hogy azt elpusztítsa. A Marvel-univerzumban ez ad otthon a Kree Birodalomnak, akikkel például a Marvel Kapitányban találkozhatunk.
Folytassuk a csillagködökkel: ezeket általában sci-fi filmek és sorozatok egyes jeleneteinek hátterében láthatjuk, egyszerűen azért, mert jól mutatnak például a parancsnoki hídról… A Lófej-köd azonban helyszínként is szolgál Isaac Asimov Csillagok, akár a por című regényében, ahol egy fiktív bolygót találnak a köd belsejében. Ugyanide lyukadnak ki Douglas Adams: a Galaxis útikalauz stopposoknak regénysorozatában.
A mély-ég objektumok után vizsgáljuk meg a csillagokat, illetve az azok körül keringő égitesteket és -rendszereket, vagyis az exobolygókat. Amikor a Naprendszer bolygóinak elszállt a varázsa, a sci-fi szerzők hamar más csillagok felé fordították a figyelmüket. Igazából ez már a 20. század elején megjelent, de igazán akkor vált népszerűvé, mire feltérképeztük a Naprendszert és rájöttünk, hogy (rajtunk kívül) nem található benne intelligens élet…
Az első említésre méltó csillag az Ophiuci-36. Ez egy hármas csillagrendszer 19,5 fényévnyire innen a Kígyótartó (Ophiocus) csillagképben. Frank Herbert Dűne-sorozatában e létező csillag körül kering az általa kitalált, fiktív bolygó, a Giedi Prime, amely a Harkonnenek hazája. A következő csillag az Eridani-40, amely szintén egy hármas csillagrendszer az Eridanus csillagképben. Talán a legepikusabb kitalált bolygó kering körülötte, ami pedig nem más, mint a Star Trek univerzumából a Vulcan, Spock otthona. Emellett az Andy Weir tollából nemrég megjelent Hail Mary küldetésben is található körülötte egy Erid fantázianevű bolygó, melyen egy pókszerű idegen faj él. A fantáziabolygó kialakulásához és a rajta megjelenő élethez az író az itt 2018-ban felfedezett szuperföldet, az Eridani-40Ab-t vette alapul.
A következő az Alfa Centauri. Mivel ez az egyik legközelebbi és ezért legfényesebb csillag, gyorsan megragadja a sci-fi szerzők fantáziáját. James Cameron AVATAR című filmjében e csillag körül kering a Polyphemus nevű fiktív gázóriás, melynek van egy szintén kitalált holdja, a Pandora, melyen a cselekmény játszódik.
Stanislaw Lem A Magellán-felhő című regényében a Gaia nevű hajó fedélzetén emberek egy kis csoportja hagyja el a Földet az Alpha Centauri rendszer felé. Majdnem nyolc év utazás után szerves életre utaló jeleket találnak a rendszer egy másik csillaga, a Proxima Centauri körül keringő bolygón. Ez az élet valószínűleg a Centauri rendszer másik bolygójáról származik, a mű végére pedig ki is derül, hogy az Alpha Centauri körül keringő egyik bolygót fejlett civilizáció lakja.
Isaac Asimov Alapítvány és Föld című művében a csillag körül egy óceánnal borított világ, az Alpha kering. Az emberiség utolsó túlélői az itt található, Jamaica-méretű szigeten élnek látszólagos egyszerűségben, a polinéz kultúrákhoz hasonlóan. Az Altair csillag a nagy nyári háromszög része, a Sas csillagkép alfája. Ennek egyik fiktív planétáján, az Altair IV-en játszódik a ma már klasszikussá vált Tiltott Bolygó című sci-fi film. Emellett Douglas Adams Galaxis útikalauz stopposoknak című sorozatában az egész galaxisban az ebben a rendszerben gyártott úgynevezett Altair-dollár az általános fizetőeszköz.
Másik, hasonlóan nagy népszerűségnek örvendő csillag Betelgeuse az Orion-csillagképben. Vörös óriás állapota miatt elképzelhető, hogy szupernóvává válik. Ez történik Robert J. Sawyer Kifürkészhetetlen című regényének végén. Pierre Boulle A majmok bolygója című regényében az ominózus bolygó e csillag körül kering. A Canopus a déli égbolt legfényesebb csillaga a Hajótat (Carina) csillagképben. Ennek harmadik bolygója egy másik klasszikus helyszín, Frank Herbert Dűnéje, az Arrakis.
A Sárkány csillagképben található Chi Draconis körül kering egy, a sci-fi univerzumában szintén közismert fiktív bolygó, a Chi Draconis VII. Ha így nem ismerős, akkor talán a lakóiról, akik Mimbarnak nevezték el. Ők a BABYLON-5 című sorozat egyik fő idegen faja. A Delta Pavonis a déli Páva csillagkép negyedik legfényesebb csillaga. Frank Herbert Dűne-univerzumában e csillag körül kering az Atreides-ház szülőbolygója, az óceánokkal borított Caladan. Az Epszilon Eridani a déli féltekén lévő Eridanus csillagképben található. A már sokszor emlegetett BABYLON-5 nevű állomás e csillag egyik fiktív bolygója, az Epszilon III és holdja körül kering. A Perszeusz csillagkép Omicron Persei nevű csillaga körül kering a Futurama sorozatban az Omicron Persei 8. Itt élnek az omikroniak, akiknek uralkodója rajong a 20. századi sorozatokért és többször borsot tör főhőseink orra alá.
A Tau Ceti a Cet csillagképben található, a mi napunkhoz hasonló, bár kissé melegebb, aktívabb csillag. Éppen ezért elég általános helyszínnek számít a sci-fi univerzumában. Isaac Asimov Acélbarlangok című regényében az itt található legbelső bolygó, a fiktív Aurora volt az emberiség első, a Naprendszeren kívüli telepe. Emellett ebben a rendszerben tér magához Andy Weir főhőse, Ryland Grace a Hail Mary küldetés elején. A Tau Ceti azonos nevű bolygóján játszódik a Barbarella című 1968-as sci-fi. A Vega a nyári égbolt egyik legszembetűnőbb csillaga, a nagy nyári háromszög egyik alkotója és a Lant csillagkép alfája. Éppen ezért hamar megragadja az alkotók fantáziáját.
A magyar musicalek világába is bekerült, ugyanis a Padlás-ban a szellemek innen várják és Rádiós illetve a robotja maga is innen észlel egy rádióüzenetet („Líra Vega irányából”), aki maga a Révész lesz, aki átviszi a szellemeket az örök szépség csillagához, a Vegához. Isaac Asimov Alapítvány-sorozatában a Vega a Galaktikus Birodalom egyik fő központja és leggazdagabb tartománya. Carl Sagan Kapcsolat című regényében a Vega az a csillag, ahonnan a földönkívüliek által küldött jelet észlelik. A Zéta Reticuli a déli Háló (Reticulum) csillagképben található. Ez egy olyan csillag, mely szintén egy nagyon epikus helyszínnek ad otthont. A körülötte keringő fiktív LV-426 nevű bolygóról származnak ugyanis az Alien-ek. A Zéta Tucanae a szintén déli csillagkép, a Tukán egy csillaga. A BABYLON-5 című sorozatban a fiktív Zéta Tucanae III Kentauri Prime néven is ismert, vagyis a kentauriak szülőhazája és a birodalom központi bolygója.
Az izgalmas exobolygó-kutatás során a csillagászok rengeteg, más csillagok körül keringő égitestet, sőt, azok rendszerét fedezték fel. Egy-egy ilyen felfedezés pedig igencsak hajlamos meglendíteni a sci-fi szerzők fantáziáját. Például A farkas gyermekei című sorozat a Kepler-22b-n játszódik, ami a Hattyú csillagképben, a Kepler-22 nevű csillag körül kering. A sorozatban az emberi faj egy lehetséges új bölcsőjeként szolgál.
Az exobolygók létezése, a technikai fejlődés előtt csupán feltételezés volt. Az extraszoláris bolygók Naprendszerünkön kívül helyezkednek el, más csillagok körül keringenek. Napjainkban kb. 4350 exobolygót ismerünk, de ez a szám folyamatosan növekszik. Becslések szerint 130 millió ilyen bolygó van a Naprendszeren kívül. Folyamatos kutatásaink során, próbálunk életformákat találni, távol a mi civilizációnktól, illetve olyan bolygókat, amelyeken megkezdhetünk egy másik életet.
Pár gondolatért máglya?
Tudvalevő, hogy a távoli objektumok léte már igazán korán felmerült, ám tudományos bizonyításukra csak jóval később került sor. Giordano Bruno olasz csillagász, filozófus, egyetemi oktató korai nézeteiben, felmerült a heliocentrikus világkép. A korára jellemző kezdetleges eszközöket használva megállapította, hogy a csillagok távoli napok, ebből adódóan bolygók keringhetnek körülöttük. Gondolatai és azok terjesztése miatt, az egyház máglyán égette el őt.
Giordano Bruno, az első, aki feltételezte az exobolygók létét. Forrás: Wikipedia
1988-ban volt az első észlelés Bruce Campbell, G. A. H. Walker és S. Yang által, amelyet sikerült bizonyítani, bár jóval később a publikálás előtt. 2003-ban igazolták létezését a bolygónak. A rengeteg idő eltelte, többek közt annak is köszönhető, hogy kutatóink nem tudták meghatározni az égitest tömegét, ezért nem tudták bolygóval, vagy barna törpével van dolguk.
Volt első?
Minden bizonnyal Aleksander Wolszczan lengyel csillagász, aki már 6 évesen mindent tudott a csillagászatról, és az általa épített távcsövén figyelte meg a csillagos égboltot, ő volt, aki felfedezte, az első exobolygót, melyet bizonyított. 1992 során publikálta eredményeit az AAS ülésén. Az első naprendszerünkön kívüli égitest, a PSR B1257+12 B. A PSR B1257 pulzár három objektumot foglal magában. A szűz csillagképben, a Földtől 980 fényévre találhatóak, és a földnél négyszer nagyobbak.
Művészi ábrázolás a PSR B1257+12 körül keringő exobolygókról. Forrás: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)
Michael Mayor és Didier Queloz svájci csillagászok, fedezték fel az első csillag körül keringő, mégpedig 51 Pegasi körül, az 51 Pegasi b-re hallgató exobolygót. Az életre utaló jel csekély, a bolygón 1000 C° uralkodik, hasonló méretű a Jupiterhez. 50,1 fényévre található.
– mondta Bakos Gáspár csillagász, fizikus, aki első magyarként talált exobolygóra. 2000 környékén kezdte el építeni a HAT-ot, majd 2001-ben készült el. 2006-ban, ezzel a távcsővel felfedezte az ADS 16402 kettőscsillag körül keringő HAT-P-1 b névre hallgató bolygót. Kevés, de pontos ismereteink szerint, sűrűsége nagyon kicsi, a Jupitertől kisebb égitest. A HATNet távcsőhálózat keretében, már számos fedési exobolygót kutattak fel.
Az exobolygók zöme, igazán különbözik a mi naprendszerünk bolygóitól. A Föld-típus fontos jellemzője, a fizikai tulajdonságok hasonlósága. Vannak égitestek, amelyek egy-egy szempontból megállnák helyüket. Ilyen a Gliese 581 c. Tételezések szerint kőzetbolygó, de nagy esély van rá, hogy víz borítja felszínét. Ezt a tényt a felszíni hőmérséklet alátámasztja, hiszen 0 C° és 40 c° között a víz folyékony állapotban van. 20,5 fényévnyire helyezkedik el tőlünk. Ám ezektől a kedvező tulajdonságoktól eltekintve Gliese 581 c, alkalmatlan az ottani élet fenntartására, a gyorsuló üvegházhatása miatt.
A Gliese 581 c, a Földhöz és a Neptunuszhoz viszonyítva. A kék szaggatott vonal a pusztán víz(jég)ből álló bolygó méretét mutatja, a szürke korong vízből álló bolygót sziklás maggal, a világosszürke kör egy Földéhez hasonló égitestet, a sötétszürke kör pedig egy tisztán vasból álló bolygó méretét mutatja. Forrás: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC); CC BY-SA 3.0
Suzanne Aigrain egyetemi oktató szerint a CoRoT-7 b, az összes exobolygó közül leginkább hasonlít a Földre. Az égitest felfedezése a párizsi CoRoT küldetésnek köszönhető. A hőmérséklet -200-2000 C° közt mérhető, az éjjeli és nappali oldalt tekintve.
Naprendszerünkben a holdak elhelyezkedése sűrű, viszont nem tudjuk, hogy az exobolygókhoz tartoznak-e exoholdak, a mostani technika lehetetlenné teszi, hogy a talán létező holdjaikat is megfigyeljük. Létük lehetséges, ha ugyanolyan gyakorisággal jönnek létre, mint a mi naprendszerünkben.
A Chilében, az Atacama-sivatagban található Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) csillagászainak első alkalommal sikerült észlelniük egy Naprendszeren túli bolygó (exobolygó) körül található anyagbefogási korongot. A nemzetközi kutatócsoport megfigyelése új megvilágításba helyezheti a fiatal naprendszerekben lezajló bolygó- és holdképződési folyamatokat.
Az ALMA a világ eddig épített legnagyobb rádiótávcső-rendszere, mely több nemzetközi obszervatórium és kutatóintézet közös projektje. A rádióteleszkópot 66 nagy-precizitású antenna építi fel. Ezek közül a rendszer fő részét – mely együttműködve egy teleszkópként üzemel – 50 darab 12 méter átmérőjű antenna teszi ki. Ezt egészíti ki 4 darab 12 méter átmérőjű és 12 darab 7 méter átmérőjű antenna. Az Atacama-sivatag nagy tengerszint feletti magassága és száraz klímája egyedülálló lehetőséget kínál a világűrből érkező milliméteres és milliméter alatti hullámhosszúságú elektromágneses hullámok detektálására, gyűjtésére és vizsgálatára. Ezek a hullámok a Világegyetem legeldugottabb és tudományos szempontból is igen érdekes területeiről hordoznak információt.
Az exobolygó, mely körül az ún. bolygó körüli korongot a kutatók azonosították, a PDS 70c jelű, Jupiterhez hasonló óriásbolygó. Az említett exobolygó és társa (PDS 70b) egy olyan csillag körül kering, mely a Földtől közel 400 fényév (~3,8×1015 km) távolságra található. A csillagászok ezidáig csak nyomait vélték felfedezni a PDS 70c exobolygót körülölelő korongnak, mivel egyértelműen nem sikerült elkülöníteni a környezetétől, így mostanáig létezését nem tudták minden kétséget kizáróan bizonyítani. Ezen felül az ALMA rendkívüli felbontásának köszönhetően nem csak azonosítani sikerült a korongot, hanem méretét és tömegét is meg lehetett becsülni általa. A mérések eredményeként kiderült, hogy a korong átmérője nagyjából megegyezik a Nap-Föld távolsággal (~1,5×108 km) és anyagának mennyisége elegendő három, Holdhoz hasonló méretű égi kísérő kialakításához.
Az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) felvétele a PDS 70c jelű exobolygót övező holdkeletkezési akkréciós korongról és környezetéről. A bal oldali felvétel középpontjában láthatjuk a naprendszer központi helyzetében található PDS 70 jelű csillagot és csillag körüli korongját, míg a jobb oldali kivágat középpontjában a PDS 70c jelű exobolygót és az azt körülvevő bolygó körüli korongot figyelhetjük meg. A bolygókettős másik tagja (PDS 70b) nem szerepel a felvételen. Kép forrása: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al. (2021)
Amellett, hogy a felfedezés kulcsfontosságú a holdak keletkezésének megismerése szempontjából, rendkívül lényeges a bolygókeletkezésre vonatkozó elméletek alátámasztásában is, ugyanis ezeknek a hipotéziseknek a tesztelésére nem nyílt ezidáig alkalom. A bolygók fiatal csillagok körüli porkorongokban keletkeznek. Fejlődésük során pályájuk mentén a növekedésükhöz szükséges anyagot a csillag körüli akkréciós korongból nyerik. A folyamat során a bolygó saját bolygó körüli korongra is szert tehet, mely segíti a növekedést a befogott anyag mennyiségének szabályozása által. Ezzel egyidőben a bolygó körüli gáz-por korongban ütközések történnek, mely során holdak születnek. Ennek az elméletnek az eddig nem megértett hányada az, hogy a bolygók és holdak a rendszerben mikor, hol és hogyan jönnek létre.
„Napjainkra több, mint 4000 exobolygót azonosítottunk, ám ezek közül mind érett (idős) rendszerekben található. A Jupiter-Szaturnusz pároshoz hasonló PDS 70b és PDS 70c bolygókettős az egyedüli két ismert exobolygó, melynek éppen folyik a keletkezése.” – szemlélteti a távoli naprendszer fontosságát Miriam Keppler, a tanulmány egyik társszerzője.
A rendszer még mélyebb megértésében hamarosan fontos szerepet játszhat az ESO-nak (European Southern Observatory) a chilei Atacama-sivatagban jelenleg is épülő Extremely Large Telescope (ELT) nevű távcsöve. A műszer még pontosabb felbontást tesz majd lehetővé, mely által részletekbe menően válik térképezhetővé a PDS 70c exobolygót magába foglaló naprendszer.
Források:
[1] https://www.eso.org/public/news/eso2111/?lang&fbclid=IwAR3rFbY_45cp0WBZB01Kr6SuEts-F5AEEe0Iv6anNR5OhnIJRIxz6PvLgfs [2] Benisty, M., Bae, J., Facchini, S., Keppler, M., Teague, R., Isella, A., … & Zurlo, A. (2021). A Circumplanetary Disk around PDS70c. The Astrophysical Journal Letters, 916(1), L2. [3] https://www.almaobservatory.org/en/about-alma/
A valamivel több, mint 300 fényévnyi távolságban található exobolygó légkörében szénizotópokat sikerült felfedezni – számol be a Sciencealert.com – Először sikerült a csillagászoknak a TYC 8998-760-1 b nevű gázbolygó körüli ködben a szén egyik izotópját, a 13-as tömegszámút kimutatni. Ebből arra következtettek, hogy az exobolygó távol a szülőcsillagától, naprendszerének hidegebb részén, az úgynevezett hóhatáron túl alakulhatott ki. Ezzel az eredménnyel a planéták képződésének eddig kevésbé ismert folyamatát tudjuk kicsit másabb oldalról is megközelíteni. Yapeng Zhang csillagász (Leideni Egyetem, Hollandia) nyilatkozata szerint igazán lenyűgöző, hogy ilyen hatalmas távolságból is tudunk méréseket végezni egy exobolygó légkörében. Már eddig is különlegesnek tarthattuk a 2019-ben felfedezett TYC 8998-760-1 b-t. A planéta az exobolygók azon rendkívül ritka csoportjába tartozik, amelyeket közvetlenül meg tudunk vizsgálni. Ha azonosítani szeretnénk a bolygókat, akkor a következő módon tudjuk azt megtenni: a csillagok nagyon-nagyon fényesek, a planéták pedig ehhez képest sokkal halványabbak. Hogy tudjuk mégis akkor észlelni őket? Meg kell figyelni, hogyan hat a környezetére, hogyan változik a gravitációs tér, hogyan halványítja el a csillagok fényét, mikor elhalad a közelükben. Ezek tökéletesen beválnak, ha az adott bolygónk a csillagához közel van. De a TYC 8998-760-1 b elég nagy távolságban kering a sajátja körül – körülbelül 160 csillagászati egységnyi távolságban. Milyen messze lehet? Összehasonlításképpen vegyük a Plutót, ami 40 csillagászati egységnyi távolságra kering a Nap körül. Vizsgált planétánk óriási, tömege tizennégyszerese és mérete kétszerese a Jupiternek. A Zhang vezette kutatócsoport ezért tudta közelebbről is megvizsgálni: a csillag által visszavert fény segítségével szerettek volna több adatot gyűjteni. Egész pontosan a chilei Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövének Spectrograph for Integral Field Observations in the Near Infrared (SINFONI) nevű műszert használták. A fény spektrumát figyelve az abszorpciós jellemzőket kereste a kutatócsoport. A spektrum egészen sötét vonalai után kutattak, amelyek akkor keletkeznek, amikor egyes elemek a bizonyos hullámhosszúságú fényt elnyelnek. A kutatók azt találták, hogy a TYC 8998-760-1 b által elnyelt hullámhosszok összhangban vannak a szén egyik izotópjával, a már említett 13-as tömegszámúval. Ez feltételezésük szerint elsősorban szén-monoxid gázban van megkötve. Az izotópok atommagjai azonos számú protonból, de eltérő számú neutronból épülnek fel. Egy adott elem izotópjai a periódusos rendszerben ugyanazon helyet foglalják el a periódusos rendszerben, csak a tömegszámuk nem ugyanaz.
A 12-es tömegszámú szén a leggyakoribb stabil szénizotóp. Minden részecskéből hat darab található benne. A 13-as tömegszámú szenet viszont hat proton, hat elektron, de hét neutron építi fel. Ezt azért fontos külön megjegyezni, mert egyrészt máshogy keletkeznek, másrészt a környezeti körülményektől függően másképp viselkednek. A TYC 8998-760-1 b-n a kutatók ezek után nagy reményekkel várták a kutatások eredményét. Az exobolygó légkörében talált 13-as tömegszámú szén mennyisége kétszerese volt a vártnak. A kutatócsoport abban bízik, hogy a kapott eredmények segíteni fognak megérteni a TYC 8998-760-1 b bolygó eredetmítoszát. Paul Mollière asztrofizikus (Max Planck Csillagászati Intézet, Németország) magyarázata szerint a bolygó több mint százötvenszer messzebb van a szülőcsillagától, mint a Földünk a Napunktól. Ilyen nagy távolságban a jég valószínűleg több 13-as tömegszámú szenet tartalmaz. Ez okozhatja a planéta légkörében ma található izotóp nagyobb arányát.
Azt már tudták a kutatók, hogy különböző gázoknak különböző hóhatára van. A vizsgált területen a szén-monoxid már kondenzálódott és gázból jéggé fagyott. Bármely exobolygó, amely az anyacsillagának melegétől ilyen messze keletkezett, valószínűleg magában foglal ilyen szén-monoxid-jeget. A kutatók állítása szerint a Naprendszer ismert bolygói nem alakulnának ki annyi szén-monoxiddal, mint a TYC 8998-760-1 b. Ennek igen egyszerű a magyarázata: sokkal közelebb vannak a Naphoz. Mégis, a Naprendszerben is találkozhatunk hasonló jelenséggel. A deutérium, azaz a nehézhidrogén a hidrogén egyik stabil izotópja. Atommagját deuteronnak nevezik, ami egy protont és egy neutront tartalmaz. Normál hidrogén ugyebár csupán egy proton alkotja. A Neptunusz és az Uránusz jóval gazdagabb deutériumban, mint a Jupiter. Ennek oka valószínűleg az, hogy a bolygók hóhatáron túl alakulhattak ki. Sok exobolygó esetében nem alkalmazható az izótópos vizsgálat. Ám ahogy a távcsöveink egyre jobbak lesznek, egyre pontosabb légkör-profilokat kaphatunk majd a többi távoli planétáról is. Ignas Snellen (Leideni Egyetem, Hollandia) szerint a jövőben ezen izotópok tovább segítenek majd a bolygók kialakulásának megértésében: hogyan, hol és mikor jöhetnek létre planéták. Ez a kutatási eredmény csak kezdete a témába vágó további vizsgálatoknak. A vonatkozó kutatási eredményt a Nature című folyóiratban publikálták.
Ahhoz, hogy a kapcsolatfelvétel napján hosszú és eredményes életet kívánhassunk egymásnak egy korsó romuláni sörrel a kezünkben, kicsit ássuk bele magunkat a Star Trek univerzumba! Hajónapjó, csillagidő 15-13-1, az NCC-1701 USS Enterprise fedélzetén utazunk, és épp körpályára álltunk az M-113-as bolygó körül. A hajó irányítását ideiglenesen Mr Spock vette át. De hova is tartunk, és mi a célunk? James Kirk kapitány valahogy így fogalmazott: az űr a legvégső határ. Ennek végtelenjét járja az Enterprise csillaghajó, melynek feladata, különös, új világok felfedezése, új életformák, új civilizációk fölkutatása, és hogy eljusson oda, ahová még ember nem merészkedett. Ugyanígy utazhatunk majd Jean-Luc Picard kapitánnyal is a USS Enterprise-E Sovereign osztályú csillaghajón is. A Gene Roddenbery által létrehozott univerzumban közel gömb alakú, csillag körüli stabil pályáján keringő égitesteket találunk. A különböző bolygókat osztályokba sorhatjuk felszínük minősége, kéregfelépítése, mérete, valamint a légköri jellemzői alapján. Ha olyan planétát szeretnénk tanulmányozni, ahol a kisebb meteoroidok nem égnek el az igen ritka légkörben, akkor kezdjük itt! Mivel a Star Trek univerzumban vagyunk, nyugodt szívvel elővehetjük geológuskalapácsunkat, és ezeket a kozmikus sebhelyeket tanulmányozva igen értékes D-osztályú bolygóról származó kőzetmintákat tudunk begyűjteni ezen becsapódásos (impakt) kráterekből. Ám ha mindez kevés lenne, és asztrobiológus énünk is előtérbe kerülne, némely égitest száraz, sziklás felszínéről akár növényzetet is begyűjthetünk.
Az Andoria, egy M-osztályú bolygó. Kép: NASA
Számos terraformálásra alkalmatlan bolygót találunk. Itt vannak a H-típusúak, ahol bár van oxigén a légkörben, de a nemesgázok mégis túlsúlyban találhatóak. Így nem is csoda, hogy a Föderáció könnyű szívvel mondott le ezekről a Sheliak javára.
Egy szintén M-osztályú planéta, a Risa. Kép: NASA
Ha a K-típusún szeretnénk élni, kupolavárosokat kell létesítenünk, hasonlóakat, amiket Elon Musk vízionál a Marsra… Roppant kellemetlen lenne a szabad ég alatt sétálnunk megfelelő védőfelszerelés nélkül, hiszen a felszíni hőmérséklet gyakran 0 °C alá süllyed, légkör pedig metánt, nitrogént és folyékony neont is tartalmazhat.
A Vulcan. Kép: NASA
Naprendszerünk kedves „hatalmas csíkosának unokatestvéreivel” is találkozhatunk ezen galaxis körülbelül 300-ezer égitestjei közt. A J-típusúakat itt is bátran nevezhetjük Jupiter-típusú bolygóknak, hiszen számos holdat befogó gázóriások. Hasonlóak a T-típusúakhoz, amelyeknek viszont gyűrűjük is lehet, pont úgy, mint a mi szépséges Szaturnuszunknak. A gázbolygókat méretük szerint növekvő sorrendben így betűzhetjük: J, I, S, T. Élet egyiken sem lehetséges, de ha kedvünk támad egy M-típusú bolygóról észlelni egy nyugodt, tiszta egű éjszakán, ezeknek felhőzetét, gyűrűrendszerét ugyanúgy bámulhatjuk ábrándozva, mint a Föld nevű bolygón a saját kiskertünkben egy júliusi estén.
Igen extrém égitestet szeretnénk meglátogatni? Akkor űrszekerezzünk az Y-félék felé! Démoni világ ez, ahol a felszíni hőmérséklet körülbelül 800 °C, légköre igen mérgező, és roppant erős a sugárzás. Még a csillaghajónkra is veszélyes lehet ez a kalandunk, ha aktív pajzsunk bekapcsolása nélkül állnánk pályára! Ezt a biztonsági szabályt figyelembe véve vajon találkozunk-e mi is az ezüstvérű élőlénnyel, aki a Delta kvadránsban él? Apropó kvadránsok! Tejútrendszerünket négy kvadránsra oszthatjuk fel, amelyeknek közös pontja a galaxis középpontja, ami körülbelül 25000±1000 fényévre van a Földünktől. A Napot és a középpontot összekötő egyenes az Alfa (ahol több féregjárat és anomália is található: kvantumfizika szerelmeseinek maga a paradicsom!) és a Béta kvadráns határa. A bajori féregjárat elvezet minket a Gamma kvadránsba. A Borg-kockák és gömbök pedig a Delta kvadránsból indultak megakadályozni a kapcsolatfelvétel napját.
Tejútrendszerünk kvadránsokra osztva. Kép: Wikipedia
A Star Trek „esthajnalcsillagai” az N-osztályú bolygók. Itt is magas koncentrációban található a légkörben szén-dioxid és maró szulfid ugyanúgy, mint a mi Vénuszunkon. Kevés becsapódási kráter borítja a felszínét, ami az igen vastag atmoszférájának köszönhető. A víz csak gőz formájában létezik. Valószínűsíthető naprendszerünkbeli hasonlóságuk alapján, hogy nincs mágneses terük vagy globális lemeztektonikájuk. Feltételezzük, hogy a felszín nagy részét magmás kőzetek boríthatják, így geológiájuk legfontosabb eleme a vulkanizmus lesz. Kételkednénk benne? Fordítsuk arra csillaghajónk orrát, antianyag-padlógáz, és a földi Venyera-programokhoz hasonló missziókat kidolgozva vizsgáljuk meg ezen bolygókat! A Gene Roddenbery által létrehozott univerzumban a műszereink ki fogják bírni a szélsőséges körülményeket, ebben szinte biztos vagyok! A begyűjtött adataink meg segítséget nyújthatnak a Vénuszunk alaposabb megismerésében is.
A Wolf 359. Kép: NASA
Mielőtt új élőhelyeket keresnénk az emberiségnek, szerintem érdemes lenne megvizsgálnunk még néhány égi objektumot! Bolygócsírákat, előbolygókat (planetezimálokat) – ilyenek lehetnek az A,B, C osztályú bolygók. Gondoljunk bele, tanulmányozhatjuk, mi történhetett például a Föld és a Theia összeütközésekor kidobódott anyagfelhővel? Ezek annyira fiatal égitestek, hogy még a magszilárdság is csak kialakulóban van. Korai Föld tulajdonságait remekül tudjuk modellezni az E, F, G típusúakon. Még ezekre sem jellemző a magszilárdság. Kutatási eredményeinket feltétlenül tároljuk az izolineáris chip-ünkön! Folyamatosan változó keringési pályán vándorolnak a Q-osztályú bolygók. Humanoid élet kialakulására illetve lakhatásra, a létforma fenntartására alkalmas égitestek betűjele: M. Ez a besorolás a vulkáni osztályzásból ered. Eredetileg a Minshara vulkáni szóval jelölték az ilyen bolygókat. Vulkáni, mint Mr Spock, aki éppen körpályára állíttatja az M-113-as bolygó körül hajónkat. Ezen planéták nagyon hasonlítanak a Földhöz. Légkörük oxigénből és nitrogénből áll, és a felszínén a víz minden egyes halmazállapota fellelhető. Ilyen planéták például a Földünk, a Romulus, a Bajor és a Kardasszia-1. A Vulkán (vulkáni nyelven a T’Khasi) szintén ide tartozik. Ez nagyon száraz, kopár, kietlen égitest és igen kevés víz található a felszínén. A Földtől 16 fényévnyire a 40 Eridani hármascsillag körül kering. Valószínűleg ebben a rendszerben egy, a mi Napunknál kisebb, hűvösebb K-típusú vörös-narancs-színű törpecsillag is található. A Vulkán felszíni hőmérséklete és a gravitációja igen magas. Ikerbolygója a T’Khut. Ez hatalmasnak tűnik a vörös égbolton, így akár szabad szemmel is észlelhetnénk ennek vulkánkitöréseit és porviharait.
A Vulcan. Kép: NASA
Ebben az az érdekes, hogy évekkel ezelőtt felmerült a JPL SIM PlanetQuest missziója során, hogy valóban megtalálhatják ezt a fentebb leírt földszerű égitestet! Ez a „bolygóvadász űrteleszkóp”, ami felismerné a kicsiny Föld-típusú exobolygókat, pont beleillene a Trek-univerzumba! Emelett fontos szerepe lett volna a Tejútrendszer feltérképezése optikai interferometria segítségével. NASA-nál 2010-ben végleg törölték a The Space Interferometry Mission-t, azaz „Űrinterferometriás Misszió”küldetést.
A JPL SIM PlanetQuest misszió szondája. Kép: NASA
És milyen jó, hogy utunk során kötelesek vagyunk megvizsgálni minden kvazárt vagy kvazárszerű jelenséget is! Az Alpha-kvadránsban a Murasaki 312, más néven Murasaki Quasar lehet a vizsgálódásunk tárgya. Ez egy kvazárszerű elektromágneses jelenség az Alfa kvadránsban, három napra a Makus III-tól, az 1. láncszemnél. Az Enterprise érzékelőit leolvasva ezeket az adatokat kapjuk: negatív ionkoncentráció – 1,64 × 109 méter, sugárzási hullámhossz – 370 ångströms. Ködös, lassan hullámzó, kék fényű hatás tárul a szemünk elé. És ha már előkerültek különleges égi csodák, akkor emlékezzünk csak, a tavalyi nyarunk „sztárja” a sokunk által megfigyelt C/2020 F3 (NEOWISE) üstökös volt! 2061 közepén egy másik szabad szemes üstökösünk is lesz: a Halley fog visszatérni Naprendszerünk belső térségébe. Újra megcsodálhatjuk a „piszkos hógolyót”, (hivatalos nevén 1P/Halley-t) a sokat észlelt vendéget, aminek kiindulási pontja vélhetően Kuiper-övben található.
A Halley-üstökös. Kép: NASA/W. Liller – NSSDC
És hogy ér össze a Halley, az NCC-1701 USS Enterprise és a USS Enterprise-E? A Csillaghajóinkon bejárhattuk egy különleges univerzum égitestjeit. Lehetséges, hogy 2061-ben már számos űrszondával tudjuk majd vizsgálni az újból megjelenő Halley magját, sokkal pontosabb adatokat gyűjtve be róla, mint 1986-ban akár a japán Suisei és Sakigake, akár szovjet-orosz Vega-1, akár a Vega-2, akár az ESA által kifejlesztett Giotto szondák. És ha ez megtörtént, 2063. április 5-én valami egészen különleges napra virradhatunk. Ugyanis Dr Zefran Cohnrane felszáll Phoenix nevű űrhajójával, és megteszi az első fénysebességnél gyorsabb utazását. Az általa végrehajtott szubtér mintát érzékeli egy vulkáni űrhajó és az emberiség történetében létrejön az első kapcsolatfelvétel.
Terry Virts asztronauta “vulkáni” tisztelgése, az ISS fedélzetéről, a Spock-ot alakító Leonard Nimoy 2015. február 27-ei halálát követően. Kép: NASA
Így a fent bemutatott bolygótípusokat akár be is járhatjuk, felfedezve Tejútrendszerünk kvadránsait vagy James Kirk vagy Jean-Luc Picard kapitány irányításával esetleg saját Enterprise-unk fedélzetén. Készíthetjük hát geológus kalapácsunkat, és mintagyűjtő tasakjainkat, mert roppant értékes leletekkel fogjuk tudni gazdagítani földi gyűjteményünket: legyenek azok kőzetek, akár növények vagy egy tüneményes tribbli (csak velük óvatosan, ugyebár…). Geológiai, asztrobiológiai tudásunk végtelenné válhat, mint az űr, aminek felfedezése a végső határ. Erre a kalandra hívok minden szén alapú egységet hosszú és eredményes életet kívánva a kapcsolatfelvétel napján! Skol!
2021. március 6-án (az exoplanet.eu adatbázisa szerint) 4869 db exobolygót ismerünk, de mivel az eddig szerzett tapasztalatok szerint a csillagkeletkezés velejárója a bolygókeletkezés, folyamatosan fedezik fel az újabb és újabb, a Naprendszertől távoli bolygókat.
A CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Echelle Spectrographs) kutatói a napokban (március 5-én) publikálták friss felfedezésüket, miszerint a kutatócsoport a spektroszkópiát (a spanyolországi Calar Alto Obszervatórium 3 és fél méteres távcsövével és a CARMENES spektroszkópjának felhasználásával) és a fedési metódust (a TESS űrtávcső segítségével) ötvözve azonosított egy rövid periódusú exobolygót egy vörös törpecsillag, tehát a Napnál kisebb és hidegebb csillag körül. Az említett vörös törpe (nevén nevezve Gliese 486) a Földtől 26,3 fényévre, a Virgo (Szűz) csillagképben található.
A felfedezett exobolygó (Gliese 486b) központi csillagától 2,5 millió kilométerre kering, rövid keringési idővel. Ez azt jelenti, hogy a csillaga körüli útját mindössze 1,467 nap alatt teszi meg.
Fantáziakép a Gliese 486b exobolygóról és csillagáról. Forrás: Pixabay)
A további vizsgálatok alapján a bolygó szilárd felszínnel rendelkezik, viszont fizikai paraméterei alapján nem a sima kőzetbolygókhoz sorolható. Bolygónkhoz képest sugara 1,3-szor, tömege 2,8-szor nagyobb. Ennek alapján a bolygó az ún. szuperföldek kategóriáját erősíti. Méreteiből adódóan a felszínén tapasztalható gravitáció is erősebb a Földinél, pontosabban annak 170%-a. Ha még a 70%-kal nagyobb gravitáció nem lenne elég, a 427 ⁰C-os felszíni hőmérséklet teszi számunkra még barátságtalanabbá a leírt exobolygót.
Researchers have discovered Gliese 486 b, the third-closest transiting exoplanet known—and the closest that transits a red dwarf star with measured mass. They say this makes it an ideal candidate to search for an atmosphere and study its habitability. ($) https://t.co/raUNsktHqMpic.twitter.com/2sFsvAa7Nh
A felfedezést azért is övezi nagy figyelem, mert közelsége miatt lehetőséget biztosít a kutatóknak, hogy megfigyeléseik során minél pontosabban tudják modellezni más bolygók légkörét. Ezen túl abban is a segítségükre lehet, hogy megértsék a Naprendszeren kívüli kőzetbolygók légkörének összetételét és a központi csillaguk rájuk gyakorolt hatását. Ehhez fog hozzájárulni a jövőben induló James Webb űrtávcső is.
Egy 897 fényévre lévő naprendszernél azt figyelték meg, hogy a
csillag a körülötte keringő két bolygóhoz képest ellentétes irányban forog,
írja a The New Scientist.
Régebben úgy gondolták, hogy egy
csillag mindig a bolygók keringési irányában forog, mivel maguk a bolygók a
születő csillag körül forgó porfelhőből alakulnak ki. De a K2-290 rendszer nem
követi ezt a szabályt.
A K2-290 rendszer három csillagból és két bolygóból áll, amelyek a központi csillag, a K2-290 A körül keringenek. Simon Albrecht és kollegái a dán Aarhus Egyetemről megállapította, hogy a K2-290 A forgástengelye 124 fokkal tér el a két bolygó keringési síkjától, úgyhogy szinte ellentétes irányban forog.
Összehasonlításképpen a mi Napunknál ez
az érték csupán 6 fok. A feltételezések szerint a K2-290-nél megfigyelt jelenség oka a
csillag születésekor megjelenő turbulenciák miatt lehet.
Érdekesség, hogy a mi Naprendszerünkben a Vénusz ellentétes irányban forog a tengelye körül a többi bolygóhoz képest, míg a Uránusz tengelyferdesége (az égitest forgástengelyének és a keringés pályasíkjára merőleges egyenesnek a hajlásszöge. A Föld tengelyferdesége 23,5 fok, ez okozza az évszakokat) 97.77 fok, tehát a bolygó szinte “gurul” a pályáján.
Az IAU, azaz a Nemzetközi Csillagászati Unió fennállásának 100. évét ünnepli, ennek apropóján a széles nyilvánosságot megcélzó, ismeretterjesztő, tudománynépszerűsítő eseményeket szervez. Ilyen az a program is, melyben exobolygókat, azaz Naprendszeren kívüli bolygókat nevezhetünk el. Az eseményre – melynek során az exobolygónak otthont adó csillagot is elnevezhetjük – több, mint 70 országban fog sor kerülni.
Példák exobolygókra. /NASA/
Az esemény magyarországi résztvevői a Bakos Gáspár által felfedezett HAT-P-2b bolygónak és csillagának adhatnak nevet. A bolygó egy sárgásfehér csillag körül kering a Herkules csillagképben. Az égitest nagyon közel kering csillagához, azt körülbelül 5,5 nap alatt megkerülve. Tömege a Jupiterének több, mint 8-szorosa, így egy tipikus “Forró Jupiter”-típusú bolygóról van szó.
A HAT-P-2b bolygó. /Wikimedia/
A névadásnak szigorú követelményei vannak. Nem adható például háborúval vagy erőszakkal kapcsolatos név, ahogy személyek (kivéve a 100 éve elhunytak), állatok, vállalatok, szervezetek nevei sem. A potenciális nevek köre azonban még így is széleskörű, szóba jöhetnek fiktív karakterek, műalkotások, földrajzi nevek, továbbá képzeletbeli nevek is.
Az exobolygó-elnevezési programhoz ide kattintva lehet csatlakozni.
.jpg){kind=link}