2013. január: Érdekes bolygók a Kepler űrtávcső felfedezéseiből | MCSE

2013. január: Érdekes bolygók a Kepler űrtávcső felfedezéseiből

A Kepler űrtávcső 2009. március 7-én startolt a Kennedy Űrközpontból. Fő célja, hogy a Hattyú, a Sárkány és a Lant csillagképekben más csillagok körül keringő bolygókat, úgynevezett exobolygókat keressen. A 2012-es év végére 2321 bolygót, valamint 2165 fedési kettőscsillagot fedeztek fel, melyből 105 bolygó megerősítésre került. Műszerezettségét tekintve a főtükrét egy 1,4 méteres tükör alkotja, mely „elé” egy 95 megapixeles, 42 CCD chipből álló érzékelőt szereltek, mellyel akár Föld-méretű bolygókat is ki lehet mutatni. 

 

A Kepler űrtávcső látómezeje a Hattyú, a Lant és a Sárkány csillagképekben 

 

A Kepler Űrtávcső egy viszonylag egyszerű technikával végez méréseket. Több, mint 140 000 csillag fényességének folyamatos felvételével a csillagászok fénygörbét  rajzolnak. Ezen olyan „gödröket” keresnek, melyek bizonyos időintervallumokban jelennek meg a fénygörbén, jelezve, hogy ott van valami. Ezt általában egy, a csillag előtt elhaladó égitest okozza. A módszert, amikor egy csillag fényességének a változásából mutatnak ki egy exobolygót, tranzit módszernek hívjuk. Azonban egy ilyen gödröt nem elég egyszer megfigyelni, hiszen azt nem biztos, hogy a csillag körül keringő bolygó okozta, hanem egy naprendszerbeli kisbolygó, ahogy elhaladt az adott csillag előtt.

A csillagászok a Kepler űrtávcső működési idejét negyedévekre osztották. Így egy adott csillagról minimum negyed évig folyamatosan, nagyjából percenként végeznek egy fényességmérést. 140 000 csillagról felvett fényességadatokat feldolgozni nem egyszerű, mivel az így keletkezett hatalmas mennyiségű adatsort nem tudják a csillagászok feldolgozni. Itt jönnek képbe az amatőrcsillagászok. A Planet Hunters oldalán (planethunters.org) egy ingyenes regisztrációt követően bárki számára elérhetők a fénygörbék, melyeket elemezve bolygókat lehet felfedezni. 2012 végéig a programban résztvevők 34 bolygót valamint számos fedési kettőscsillagot fedeztek fel.

A 95 megapixel és az 1,4 méteres tükörátmérő olyan mérési pontosságot tesz lehetővé, hogy a tranzit módszerrel ki lehet mutatni a Föld-szerű bolygók által okozott igen csekély, mindössze 1-2%-os fényességcsökkenést is. A 105 felfedezett bolygó közül eddig egyet fedeztek fel, mely leginkább hasonlít a Földhöz. Ez a bolygó a Kepler-21 b jelzést viseli.

 

A Kepler "szeme". A 42 darab CCD chip 95 megapixeles felbontásra képes. 

 

A Kepler-21 b jelű bolygó annak ellenére, hogy Föld-szerű bolygó, nem igazán lehet róla elmondani, hogy akár az élet is kialakulhat rajta. A csillag, ami körül kering, egy viszonylag fényes, 8,4 magnitúdós, Napnál nem sokkal nagyobb oszcilláló csillag. Minden egyes áthaladás 2,8 naponta követi egymást, melyet egy 1,6 Föld-sugarú bolygó okoz. Ez önmagában még nem jelentene problémát, de ha rápillantunk a bolygó pályájára, megértjük, hogy mi a „hiba” a rendszerben. A csillagtól mindössze 0,0425 csillagászati egységre, azaz 6 375 000 km-re kering. Összehasonlításképp a Merkúr a Naptól átlagosan 58 millió km-re kering. Ekkora távolságban a bolygó felszínén kb. 1900 fokos meleg uralkodik. 

2011. szeptember 15-én olyan bolygót jelentettek be, melyre példa addig nem igen adódott. A Kepler-16 b jelű Szaturnusz-méretű bolygó egy kettőscsillag körül kering, az egyik csillag a Nap tömegének 60%-val, míg a másik csillag csak 20%-ával rendelkezik. A bolygó sűrűsége kisebb a víznél, félig kőzet, félig gázbolygó. 229 nap alatt kerüli meg a kettőscsillagot, ez viszont nem sokkal több, mint a Vénusz keringési ideje, ami 225 nap, de viszont a lakhatósági zónán kívül kering, ott, ahol nem megfelelők a körülmények a folyékony víz jelenlétéhez. Ám nem ez az első rendszer, amelyben kettőscsillag körül kering bolygó. 2012 elején két hasonló rendszert jelentettek be, Kepler-34 és Kepler-35 jelzésekkel. Mind a két rendszerben Jupiter-típusú bolygók találhatók.

De ennél kicsit érdekesebb a Kepler-47 rendszer, melyben két bolygó kering egy kettőscsillag körül, ráadásul az egyik a lakhatósági zónában. Ez a rendszer 4900 fényévre van tőlünk. A páros tagjai 7,45 napos periódussal kerülik meg egymást, és mivel a pálya síkja a Föld látóirányába esik, fedési jelenségeket is mutatnak. Az egyik csillag méretében hasonlít a Naphoz, a másik azonban mindössze a harmada a Napénak. A belső bolygó, a Kepler-47 b 49,5 napos periódussal kering a kettős körüli pályán, mérete a Földének háromszorosa. A másik bolygó viszont 303,2 napos periódussal kering a rendszer lakhatósági zónájában. A Neptunusznál nagyobb bolygó valószínűleg gázóriás, élet hordozására így nem alkalmas. 

 

{mosimage}

A Kepler-47 bolygórendszer, összehasonlítva a Naprendszer-beli égitestek pályáival 

 

A mérési pontosság, valamint az elért eredmények indokolták azt, hogy a Kepler űrtávcső működési idejét meghosszabbítsák. Ez alatt a plusz 4 év alatt az eddig felfedezett rendszerekről még több adat gyűlik, és ki lehet mutatni a nagyon hosszú keringési idejű bolygókat is, sőt, akár az első exoholdat is kimutathatják a csillagászok.