Először közöltek képeket Naprendszeren kívüli bolygókról

November 13-án, magyar idő szerint este nyolc után két, a csillagászat történetében mérföldkőnek számító megfigyelést jelentett be a NASA. Az egyik szerint egy magányos Naprendszeren kívüli planétát sikerült közvetlenül észlelni, a másik esetben pedig három olyan exobolygót fotóztak le, amelyek a miénkhez hasonló bolygórendszer tagjai. 

A NASA az előző eredménnyel egyszerre hozott nyilvánosságra egy másik úttörő jellegű felfedeztést. Eszerint első alkalommal sikerült közvetlenül megörökíteni egy távoli bolygórendszernek egyszerre több tagját. A planéták a HR 8799 jelű csillag körül keringenek. A központi égitest a Naptól 140 fényévre lévő objektum, amely közel másfélszer akkora, mint csillagunk. Egy fényes és forró, A-színképtípusú fiatal, maximum 100 millió éves objektum. Az ilyen égitestekre eddig nem fordítottak akkora figyelmet, mint a Naphoz hasonló csillagokra - pedig a jelek alapján bolygórendszerek lehetnek körülöttük is.

Bruce Macintosh (Lawrence Livermore National Laboratory) és kollégái (egy nemzetközi kutatógárdával együtt) közel nyolcadik éve próbálkoznak Naprendszeren kívüli bolygók közvetlen megörökítésével, és eddig nem jártak sikerrel. Most azonban egyszerre hármat is lefotóztak. A megfigyelésekhez a Keck és a Gemini Obszervatóriumok adaptív optikájú távcsöveit használták, a közeli infravörös tartomány hullámhosszain. A planéták megpillantásában feltehetőleg az is segített, hogy fiatal koruk révén még magas a hőmérsékletük, és ezért erősebben sugároznak.

A kép a Gemini Obszervatórium északi teleszkópjával, valamint az annak működését segítő Altair nevű adaptív optikai rendszerrel készült a közeli infravörös tartományban. A rendszerben eddig talált három exobolygó közül kettő látható a felvételen. Közülük a b jelű közel 7 Jupiter-tömegű, míg a c jelű tömege 10-szeresen haladja meg a Jupiterét. A központi csillag fényét mesterségesen takarták ki, hogy ne zavarja a megfigyelést

A három exobolygó első sikeres megfigyelését 2007. október 17-én végezték, amelyet továbbiak követtek. Ezek során először csak két planétára akadtak, később egy harmadik bolygót is találtak, valamint sikerült igazolni, hogy mindhárman a csillag körül keringenek.

Fantáziarajz a három exobolygó pályájáról (Lynette Cook, Gemini Observatory)

A három exobolygó tömege 7-10-szerese a Jupiterének. A megfigyelések és a modellek alapján poros és felhőkkel teli atmoszférájuk van, távolságuk pedig a központi csillagtól 24, 37, illetve 67 CSE. Az égitestek tömege és mérete a csillaguktól távolodva csökken - hasonló tendencia a Naprendszerben is jellemző a gázóriások között. A legtávolabbi égitest egy még messzebb lévő törmelékgyűrű belső peremvidékén mozog. Ez is a Naprendszerre emlékeztet, nálunk a legtávolabbi bolygó, a Neptunusz pályájánál kezdődik a Kuiper-öv törmelékzónája.

A HR 8799 körüli törmelékgyűrű az egyik legnagyobb tömegű ilyen képződmény a Naptól 300 fényévnél nem távolabbi csillagok között. A most azonosított három nagyobb exobolygón belül még elegendő hely van, hogy akár több kisebb planéta is elférjen. Az eddig talált égitestek és a törmelékgyűrű alapján lehetett elég anyag Föld-típusú planéták kialakulásához a rendszerben. Ezeket kis méretük miatt egyelőre nem tudnánk megfigyelni.

Magyar bolygóvadászok

Tizenegy exobolygó felfedezésében magyar kutatók is közreműködtek. Közöttük is kiemelkedik a dr. Bakos Gáspár által koordinált HATnet projekt, amely a Haward Smithsonian Center for Astrophysics, a Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet és a Magyar Csillagászati Egyesület kooperációjában automata távcsövekkel 10 exobolygót talált eddig - ezzel a legsikeresebb ún. fedési módszert használó kutatóprogam lett.

Mit hozhatnak a következő évek?

Az új eredmények is rámutatnak arra, hogy az exobolygók kutatása nem csak egy-egy égitestről szolgál új információkkal. Az esetek jelentős részében törmelékzóna is van a rendszerekben, amelyek fejlődésük eltérő fázisaiban mutatkoznak - ezzel pedig a bolygórendszerek időbeli változása is tanulmányozható.

Animáció a Kepler-űrteleszkópról, amely a közeli csillagok körül keres majd exbolygókat, köztük Föld-típusú planétákat is a következő évtizedekben (NASA)

A műszertechnika fejlődése nem csupán az ismert exobolygók számát fogja növelni; az exobolygók közvetlen megörökítése új kaput nyithat a távoli planéták tanulmányozásához. A korábbi módszerekkel elsősorban a tömegre, ritkábban a méretre, illetve a fő légköri összetevőkre sikerült következtetni egy-egy exobolygónál. A közvetlen képalkotással továbbléphetnek a szakemberek. Az égitestek tengelyforgása és keringése miatt eltérő oldalaik is feltérképezhetők, és akár évszakos változások is kimutathatók rajtuk.

Légkörük paramétereit, ezek változásait, a légköri összetevőket is sikerül majd kimérni. Egy-egy planéta atmoszférájában a vízgőz, esetleg az oxigén és egyéb elemek a felszíni viszonyokra utalnak. Néhány évtizeden belül tehát már durván megbecsülhetjük a szilárd felszínű exobolygókon uralkodó fizikai és kémiai körülményeket.

Az egyik legizgalmasabb lépéshez akkor érkezünk majd el, amikor részletes színképek készülnek ezekről a planétákról. Az égitestek felszínén olyan jelek is kimutathatók lesznek, amelyek a felhőzet, a jégtakaró évszakos változásaira, sőt akár fotószintetizáló növényekre utalnak. Mindezek érdekes, ígéretes és reális lehetőségek a Földön kívüli élet kutatása terén. Ugyanakkor nem szabad elfeledni, hogy egyelőre még várnunk kell az első Föld-típusú exobolygó felfedezésére - remélhetőleg már nem sokáig.