2012. január: Az exobolygók világa | MCSE

2012. január: Az exobolygók világa

Az első, Naprendszeren kívüli bolygókat (exobolygókat) 1992-ben fedezték fel a PSR 1257+12 jelű pulzár körül. Ezek a bolygók Föld méretűek, de a pulzár pusztító erejű röntgen- és gammasugárzása lakhatatlanná teszi a bolygókat. Jelenleg (2011. december 30.) 716 exobolygó ismert.

Az exobolygók keresésére többféle módszer is ismeretes.

A tranzit módszer talán a legismertebb, még amatőrök által is művelhető terület. A módszer alapját az adja, hogy a csillag fényében periodikus változásokat keresünk. De ezt a változást más is okozhatja, például egy, éppen csillag előtt elhaladó – de a mi Naprendszerünkhöz tartozó – kisbolygó, vagy esetleg egy eddig nem ismert másik csillag a rendszerben. Ezek alapján a keresés nagy odafigyelést igényel. Azonban ahhoz, hogy működjön a módszer, szükség van egy speciális körülményre: nevezetesen arra, hogy a bolygó pályájának pályahajlása (inklinációja) 90 fokhoz közel legyen. De a tranzit módszerrel lehet a legtöbbet megtudni az adott bolygóról. Nevezetesen a tömegét, a sugarát, a felszíni hőmérsékletét, összetételét, vagy esetleg a légkör összetételét is. Ez utóbbit csak spektroszkópiai elemzéssel lehet meghatározni. Ám ahogyan Hírportálunkon a múlt év szeptemberében olvashattuk, a fedési időpont változásából következtetni lehet egy másik bolygó létezésére a rendszerben (Kovács József, 2011. szept. 12).

20120101-honaptema-exobolygok_abra1
Vázlatrajz egy exobolygó átvonulásáról

 A második legelterjedtebb módszer a radiális sebességek mérésén alapul. Ekkor a csillag körül keringő bolygó hatással van magára a központi égitestre, ezáltal ha a bolygó éppen felénk “jön”, akkor a csillag “távolodik”. És ugyanez fordítva is igaz. Ha a csillag távolodik, a fénye vöröseltolódást szenved, ha közeledik, akkor kékeltolódást. Ezt szintén spektroszkópiai elemzéssel ki lehet mutatni. Ám ez a módszer adja az exobolygófelfedezések döntő részét. Nem szükséges hozzá speciális eset (90 fokos inklináció), igaz, nem is lehet akkora pontossággal lehet megállapítani a bolygó tömegét, mint a tranzit módszerrel.

20120101-honaptema-exobolygok_abra2
A Fomalhaut b jelű bolygó a Hubble Űrtávcső felvételén

A mikrolencsés keresési módszer a gravitációsmikrolencse-hatásra alapul. Ekkor egy közelebbi objektum egy távolabbi fényforrás fényét fokuszálja. Ebben az esetben a csillag és a bolygója a gravitációs lencse. Az exobolygók azonban szinte elvesznek csillaguk fényében, ezért  közvetlen kimutatásuk igen nehéz.

A legnagyobb méretű forró Jupiterek infravörös tartományban is jelentős mértékben sugároznak, így sikerült felfedezni a Fomalhaut b exobolygót. A fiatal csillagok körül protoplanetáris korong vagy valamilyen gázfelhő található, és ezeknek a változásából ki lehet mutatni egy bolygót.

A fentebb már említett, PSR 1257+12 jelű pulzár körül mutatták ki az első bolygókat egy látszólag egyszerű módszerrel. A pulzárok rettentő gyorsan forognak a tengelyük körül (1 milliszekundumtól 1 másodpercig), eközben rádióhullámokat bocsátanak ki. A pulzár körül keringő bolygó változásokat okoz a kibocsátott sugárzásban, és ezt elég pontosan ki lehet mutatni.

Manapság számos exobolygókereső-program működik, azonban itt csak a legfontosabbakat említeném meg. A HATNet talán mindenki számára ismert. Fedési módszerrel keresi a bolygókat, jelenleg hat darab 11 cm átmérőjű távcsövet üzemeltetnek, melyek látómezeje 8×8 fok. A HatNet 2003-as indulása óta 34 bolygót fedezett fel. Eredetileg változócsillagokat akartak keresni, csak később módosították a célkitűzést. A WASP (Wide Angle Search for Planets) program is tranzit módszerrel keresi a bolygókat, eddig 69-et fedeztek fel. Nem csak a földfelszínen léteznek keresőprogramok, hanem az űrben is. A “legfrissebb” program a Kepler. A NASA által üzemeltetett űrtávcső fő célja, hogy Föld méretű bolygókat találjon. Az űreszköz fedélzetén elhelyezett 95/140-es Schmidt távcsőnek 105 négyzetfokos látómezeje van. Ezt az égterületet 42 CCD chip fedi le, összesen 95 megapixellel – ez a legnagyobb kamera, amely űreszközön helyet kapott. 2009 májusa óta 33 exobolygót fedezett fel, 2326 jelöltet kell még igazolni. A másik fontos program a francia CoRoT (COnvection ROtation et Transits planétaires). A 27 cm-es távcső “szeme” 4 CCD chip 2,7 fokos látómezővel.

20120101-honaptema-exobolygok_abra3
Bakos Gáspár és a Mauna Keán található két HAT távcső

Az eddigi legfontosabb eredményt az exobolygó-kutatásban az jelentette, amikor a Kepler Űrtávcső felfedezte az első Föld méretű bolygókat! Ez a Kepler-20 rendszer, mely öt bolygót tartalmaz – ezek közül a Kepler-20e és a Kepler-20f az érintett bolygók. Keringési idejük 6,1 illetve 19,6 földi nap. Mind az öt bolygó a Merkúr pályáján belül kering, ami azt jelenti, hogy az élet számára nem megfelelőek a körülmények. Ugyanis a felszíni hőmérséklet mindegyik esetben olyan magas, hogy a víz elpárologna a felszínükön. A központi égitest a Naphoz nagyon hasonló csillag, bár kicsit kisebb és hűvösebb. A csillagtól távolodva sorrendben a b, e, c, f és d jelű bolygók állnak. A b jelű bolygó 3,7, a c jelű 10,9 és a d jelű bolygó 77,6 földi nap alatt kerülik meg a csillagot.

20120101-honaptema-exobolygok_abra4A Kepler-20e és a Kepler-20f a Földhöz és a Vénuszhoz viszonyított mérete

Szintén a Kepler eredménye, hogy felfedezték az első bolygót, mely egy Naphoz hasonló csillag lakhatósági zónájában kering. A szóban forgó égitest a Kepler-22b. A 2,4 Föld sugarú bolygó 600 fényév távol van tőlünk, 290 nap alatt kerüli meg csillagát, ami kicsit kisebb és hűvösebb Napunknál. Ez az első megerősített bolygó a Kepler 54 jelöltje közül, melyek a lakhatósági zónában keringenek.

20120101-honaptema-exobolygok_abra5
A Kepler-22 rendszer és a Naprendszer belső bolygóinak és pályáinak méretarányos ábrázolása a lakhatósági zónában 

Érdekesség, hogy felfedezték a Tatooine-t! De komolyra fordítva a szót, felfedezték az első olyan bolygót, a Kepler-16b-t, amely egy kettős rendszerben található. A rendszer központját 0,69 és 0,2 naptömegű csillagok alkotják, ezek 41 nap alatt kerülik meg egymást. Hozzájuk képest a bolygó 229 nap alatt kerüli meg a rendszer közös tömegközéppontját, és a bolygó mindkét csillag előtt elhalad. A Jupiternél kisebb méretű exobolygón a felszíni hőmérséklet kb. 170-200 K (-100…-73 °C), így bőven kívül esik a lakhatósági zónán.

A fentebb említett 2326 jelölt között 207 Földhöz hasonló méretű, 680 szuperföld, 1181 Neptunusz méretű, 203 Jupiter méretű és 55 nagyobb, mint a Jupiter. Manapság a kutatók már nem csak a Földhöz hasonló bolygókat keresik, hanem a műszerek érzékenységének növekedésével már az első exoholdak kimutatását várják.

Azt, hogy milyen egy bolygó-tranzit, vagy átvonulás, június 6-án kora reggel mi is átélhetjük. Akár szabad szemmel is megfigyelhetjük a Vénusz átvonulását a Nap előtt, természetesen megfelelő védőszűrőn át. 2117-ig nem lesz megfigyelhető hasonló jelenség.



A www.mcse.hu oldal felületén sütiket (cookie) használunk. Ezeket a fájlokat az ön gépén tárolja a rendszer. Az oldal használatával ön beleegyezik a cookie-k használatába. További információért kérjük olvassa el adatvédelmi tájékoztatónkat. További információ

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close