Stan és Pan exobolygó módra

A nemrégiben felfedezett Kepler 36 rendszerében a központi csillag körül két radikálisan eltérő sűrűségű bolygó kering, egymáshoz nagyon közeli pályákon.

Stan és Pan exobolygó módra

A Naprendszer világosan elkülöníthető zónákra oszlik: a Naphoz közel kőzetbolygók keringenek, a távolabbi pályákon Jupiter típusú bolygókat, avagy óriásbolygókat találunk, a Kuiper-öv jéghideg égitestei pedig még ezeken is túl járják útjukat. A világegyetem más bolygórendszerei azonban általában közel sem ilyen szabályos felépítésűek. A exobolygók egy teljes kategóriája tanúskodik erről a tényről: a forró jupiterek olyan gázóriások, amelyek a Merkúrnál is közelebb keringenek központi csillagukhoz, ami egyértelműen arra utal, hogy a bolygók formálódása nem feltétlenül történik mindig azonos szabályok szerint.

Joshua A. Carter és kollégái nemrégiben felfedeztek egy új rendszert, a Kepler 36-ot, amely még furcsább felépítésű. A központi csillag körül két radikálisan eltérő sűrűségű bolygó kering, egymáshoz nagyon közeli pályákon. Az égitestek egyike a szuperföld kategóriába esik, tömege 4,5-szerese bolygónkénak, a másik pedig egy durván Neptunusz méretű gázbolygó. A kőzetbolygó sűrűsége nagyjából nyolcszorosa az óriásbolygóénak, ami arra utal, hogy a két objektum a rendszer eltérő régióiban keletkezhetett, mostani pályasugaruk azonban mindössze tíz százalékkal tér el egymásétól. Vagyis közelebb vannak egymáshoz, mint bármely két bolygó a mi rendszerünkben, és sűrűségük aránya is nagyobb a Naprendszerben található szomszédokénál.

Ahogy nevéből is kiderül, az új rendszert a Kepler űrtávcső segítségével fedezték fel, amely a fedési módszerrel kutat exobolygók után, azaz olyan periodikus halványulásokat keres a csillagok látszólagos fényességében, amelyek egy-egy bolygó átvonulására utalhatnak. A kutatók csak az adatok sokadszori elemzése során bukkantak rá a rendszerre, mivel az első analízisek során az automatizált keresőalgoritmus kizárólag a tökéletesen szabályos periódusú átvonulásokra koncentrált. Vannak azonban olyan bolygók, például a Kepler 36b és 36c, amelyek olyan közeli pályákon haladnak, hogy jelentősen befolyásolják egymás sebességét, pozíciójuktól függően gyorsítják vagy lassítják egymást, így az átvonulási periódus hossza többféle lehet.

A kutatók tehát úgy módosították az algoritmust, hogy az mostantól az ilyen bonyolultabb eseteket is kiszűrje, a Kepler 36b észlelése azonban még így sem bizonyult könnyű feladatnak, mivel átvonulása csak századannyi változást okoz csillagának látszólagos fényében, mint társának hasonló tranzitja. Itt jött be azonban a perturbációs hatás vizsgálata, mivel a páros észlelhetőbb tagjának átvonulási periódusai olyan szabálytalanságokat mutattak, ami csak egy másik, közel keringő bolygó jelenlétével volt magyarázható. Hasonló módon fedezték fel a csillagászok a 19. században a Neptunuszt, és nemrégiben beszámoltunk az első exobolygó perturbációs hatás alapján történő felfedezéséről is.

Az adatok alapján a Kepler 36b 0,115, a 36c pedig 0,128 csillagászati egységnyi távolságra kering központi csillagától. (Összehasonlításképpen a Merkúr 0,3 csillagászati egységre kering a Naptól.) Az átvonulás során mért fényváltozás alapján a közelebb keringő kőzetbolygó sugara másfélszerese a Földének, a gázóriásé pedig 3,7-szerese, vagyis nagyjából akkora, mint a Neptunusz.

A rendszer központi csillagának tömege a Napéval megegyezik, sugara viszont 1,6-szorosa Napunk sugarának. Ezen adatokat az égitest színképének elemzése, illetve asztroszeizmológiai vizsgálatok alapján következtették ki. A Kepler 36a tehát a Naphoz hasonló, de nála idősebb, életciklusa vége felé járó csillag. Tömege és mérete alapján mérték fel a kutatók bolygóinak tömegét is: a Kepler 36b 4,18‒4,78, a Kepler 36c pedig 7,62‒8,68 Föld tömegű. Az ismert adatok alapján a kőzetbolygó sűrűsége 7,5 g/cm3 (a Földé 5,5 g/cm3), a gázóriásé pedig mindössze 0,89 g/cm3, ennél a Naprendszerben csak a Szaturnusz sűrűsége kisebb.

Ez a sűrűségkülönbség a rendszer leginkább meglepő tulajdonsága. Ez az első ismert „Stan és Pan” páros az világegyetemben. Jelenlegi elképzeléseink szerint a bolygók a fiatal csillagok körül található protoplanetáris korong anyagából alakulnak ki. Az elmélet alapján elképzelhető, hogy a korongban fellépő gravitációs és súrlódási erők a külső régiókban keletkező nagy tömegű bolygókat annyira lelassítsák, hogy azok csillagukhoz közelebbi pályákon landoljanak. Ennek értelmében lehetséges, hogy a most felfedezett bolygórendszer felépítése megmagyarázható a hatályos modellek alapján, de a kutatók egyelőre nem tudják, hogy pontosan hogyan jöhetett létre az észlelt felállás.

Mivel a rendszer jóval idősebb a Naprendszernél, a keletkezésekor fennálló körülmények a múlt ködébe vesznek. Azonban ahogy a forró jupiterek felfedezése, a Kepler 36 észlelése is megerősíti azt a feltételezést, hogy a világűr bolygórendszerek rendkívüli sokféleségével tarkított, és egyáltalán nem biztos, hogy ezek mindegyike azonos módon keletkezett.

 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward