Mostanra több mint 5000 Naprendszeren kívüli planétát, azaz exobolygót fedeztek fel a szakértők. A kérdéses égitestek javát a fedési módszerrel detektálták, vagyis a csillagot figyelve annak fényében periodikus halványodásokat vettek észre, amiket az okozott, hogy amikor a bolygó a Föld irányából tekintve átvonult a csillag korongja előtt, annak fényéből kitakart egy kicsit, átmenetileg csökkentve látszólagos fényességét. Ez a módszer egy közvetett megoldás, ilyenkor magát a bolygót nem látják a kutatók, csak annak hatásait.
Jelenleg kevesebb mint 60 olyan exobolygó létezik, amit közvetlen módszerrel is sikerült észlelni, vagyis tényleges fénykép készült róluk.
Ez a megoldás a legjobban fiatal csillagok esetében működik, az infravörös tartományban, ilyenkor ugyanis az újszülött bolygók tetemes saját hőjüknek köszönhetően elég fényesek infravörösben. Miközben a csillag annyira nem fényes ebben a tartományban, így nem nyomja el a planéta fényét. A módszer ezen kívül olyan esetekben is beválhat, amikor a bolygó elég messze van csillagától, a Nap–Föld-távolság 50–300-szorosára, így nem veszik el annak fényében.
Komplex korongok
A közvetlen észlelés ezen túl akkor is működhet, ha a bolygó még nem fejezte be formálódását. Pontosan ez a helyzet az AB Aurigae b esetében. Az AB Aurigae jelű csillag mindössze 2–4 millió éves, és 560 fényévre van a Földtől. Az égitest nagyon nagy tömegű, forró és fényes, és gigantikus por- és gázkorong veszi körül. Ez a korong abból az anyagból maradt vissza, amiből a csillag formálódott.
Az ALMA távcső milliméteres hullámhossz-tartományú képein 18 milliárd kilométerre a csillagtól van egy porgyűrű, és ezen belül található a spirálkarokkal rendelkező gázkorong. Utóbbi szerkezete, illetve az a tény, hogy a porgyűrű belső széle nagyon éles, azt sugallja, hogy a gázkorongban egy közepes méretű égitest, egy nagy bolygó vagy egy barna törpe kering, amely erős gravitációs hatással van környezetére.
A szakértők ebből kiindulva a hawaii Subaru távcsővel és a Hubble űrtávcsővel is vizsgálni kezdték a rendszert, formálódó bolygók után kutatva. És úgy tűnik, hogy sikerült is találniuk egyet. 14 milliárd kilométerre a csillagtól, a Nap–Föld-távolság 90-szeresére – ami duplája a Pluto távolságának – egy fényes pötty látszik. Ez a fő gázkorongon kívül, de a porgyűrűn belül helyezkedik el.
Az AB Aurigae a távolabbi objektumokhoz képest lassan mozdul el az égbolton, így ha kérdéses pötty egy háttérbeli csillag vagy galaxis lenne, 15 év elteltével már nagyon másutt lenne az égen, mint a vizsgált csillag. A pötty azonban a Hubble 2007-es képein is látható, a csillaghoz képest nagyon hasonló pozícióban, mint jelenleg. És mivel a Subaru képein is feltűnik, valószínűtlen, hogy mérési hibáról lenne szó. Vagyis a fényes pötty létezik, és együtt mozog a csillaggal.
Az elmúlt másfél évtizedben készült felvételek alapján ráadásul úgy tűnik, hogy a kérdéses pötty mozog a csillag körül, és viselkedése megfelel annak, amit egy formálódó bolygótól várnánk.
Persze ez még önmagában nem zárja ki, hogy nem egy csillag körül keringő gázfelhőről van szó. Viszont pozíciója a bolygóteória mellett szól: a pötty ugyanis olyan helyen van a rendszerben, hogy ha valóban egy nagy tömegű protobolygó van ott, az megmagyarázná a gázkorong spirálkarjainak jelenlétét, és a hirtelen megszakadó porgyűrűt is.
Gyarapodó protobolygó
A felvételek alapján az is világosnak tűnik, hogy a fényforrás nem pontszerű: mérete alapján az objektum legalább 2 milliárd kilométer átmérőjű. Ez egészen gigantikus, de ha feltételezzük, hogy egy formálódó bolygóról van szó, amely nagyjából négyszer akkora, mint a Jupiter, egy ilyen égitestnek nagyjából ekkora saját anyagkorongja lenne. Vagyis a megfigyelések egybecsengenek azzal, amit egy nagy tömegű bolygó formálódása kapcsán kellene látnunk.
Erről egyébként a fény minősége is tanúskodik. Ha csak egy gázfelhő képezné a pöttyöt, annak fénye erősen polarizált lenne, vagyis a fényhullámok nagyon rendezettek lennének. Erről azonban szó sincs: a látott fény azt mutatja, hogy a fényforrás részben maga az objektum, és nem arról van szó, hogy a csillag fénye egyszerűen átsüt vagy szóródik valamin. Vagyis a pötty maga ragyog, mégpedig a gerjesztett hidrogéngázra jellemző tartományban, ami szintén árulkodó: a formálódó bolygót ugyanis hidrogéngáz veszi körül, amely az új égitest felé zuhan.
A pötty színei újabb bizonyítékot jelentenek a bolygóteória mellett, vagyis hogy egy nagyon forró és nehéz protoplanétáról van szó. Elméleti modelleket használva a csillagászok úgy találták, hogy a megfigyelt fényhullámhosszak a leginkább egy 9-szeres jupitertömegű, 2,75-szörös jupiterátmérőjű égitestre illeszkednek. Ez nagyon nagy fizikai méretet jelent, ugyanakkor mivel a bolygó még alakul, ennél tényleges átmérője majd várhatóan kisebb lesz.
A légköre 2000 °C-os, vagyis nagyon forró, ami megfelel a várakozásoknak. Akkréciója szintén: jelenleg évente a Jupiter tömegének milliomod részét gyűjti magába új anyag formájában a környező anyagkorongból, ami napi 5000 billió tonna anyagot jelent.
Ez másodpercenként 66 milliárd tonna, vagyis az égitest olyan ütemben hízik, mintha egy másodpercenként belecsapódna egy 4 kilométeres aszteroida több százezer éven keresztül. Ilyen körülmények között nem csoda, hogy rendkívül forrón izzik.
***
Mindezen bizonyítékokat együttesen nézve még mindig nem tekinthető teljesen biztosnak, hogy egy protobolygóról van szó, de igen-igen valószínű, hogy így van. A következő évek megfigyelései remélhetőleg eldönthetik a kérdést, és fontos új információkkal gazdagíthatják a bolygóképződéssel kapcsolatos tudásunkat.
A megfigyelések és az adatfeldolgozás fejlődését jól demonstrálja, hogy a Hubble 1999-ben is megfigyelte ezt a csillagot, akkor azonban még nem látszott a bolygójelölt az adatokban. Azóta azonban minden szempontból változtak a módszerek, és már képesek a kutatók meglátni és megjeleníteni a pöttyöt a csillag erős fényében. Külön izgalmas, hogy egy ennyire közeli rendszerről van szó, amely gyakorlatilag a kozmikus szomszédságunkban található, így tényleg páholyból figyelhetjük, hogyan alakul a sorsa.
