Föld-típusú bolygók keringhetnek az egyik legközelebbi csillag körül

Néhány éven belül megtalálhatjuk az első Földünkhöz hasonló bolygót a Naprendszeren kívül. Újabb elméleti modellek alapján elképzelhető, hogy ehhez az egyik legközelebbi csillagot, az Alfa Centauri B-t kell majd alaposan megfigyelni.

E sorok írásakor 277 Naprendszeren kívüli planétát, azaz exobolygót ismerünk. Kutatásuk közelebb vihet bennünket annak megállapításához, hogy a Földön kívül máshol is kialakult-e az élet a Világegyetemben. Napjainkig főleg viszonylag könnyen észrevehető, nagy tömegű exobolygókat fedeztek fel. Ezek a Jupiterhez hasonló gázóriások, amelyeknek nincs hagyományos értelemben vett szilárd felszíne.

Mivel az életre egyetlen példát, a földit ismerjük, elsősorban bolygónkhoz hasonló planétákat keresünk más csillagok körül - ezek kimutatása azonban nehéz feladat. A jelenleg használt módszereket és távcsöveink képességeit figyelembe véve érthető, hogy ma még nem sikerült egyetlen ilyen égitestet sem azonosítani - de a gyorsan fejlődő műszerek révén közel egy évtized múlva várhatóan ez is elérkezik.

Bolygók az Alfa Centauri B körül?

Gregory Laughlin (University of California, Santa Cruz) és kollégái a hozzánk legközelebbi csillagokból álló rendszert, az Alfa Centaurit vizsgálták. Ez három csillagból álló trió, amely a hozzánk legközelebbi csillagot, a Proxima Centaurit is tartalmazza, utóbbi tőlünk 4,22 fényévre található. Az Alfa Centauri B a Napunknál valamivel kisebb, K-színképtípusú csillag. A kutatók olyan számítógépes modelleket használtak, amelyek segítségével megbecsülhető, hogy egy adott csillag körül milyen valószínűséggel alakulnak ki planéták, és azok nagyjából milyen jellemzőkkel bírnak.

A modellezés eredménye szerint nagy a valószínűsége, hogy Föld-típusú bolygók születtek az égitest körül, és azok közül néhány az ún. lakhatósági zónában kering. Utóbbi az elméleti közelítések alapján lehatárolt térség, ahol egy bolygónkhoz hasonló objektum felszínén tartósan megjelenhet, és stabil maradhat a folyékony víz - az általunk ismert élet egyik alapfeltétele.

Az eltérő kiindulási paraméterekkel, több alkalommal lefuttatott szimulációk egymástól részben különböző, változatos felépítésű bolygórendszereket adtak eredményül - de az esetek többségében legalább egy Föld-típusú bolygó kialakult a lakhatósági zónában. Elméletileg tehát komoly esély van rá, hogy az Alfa Centauri B körül ilyen égitest keringjen.

Fantáziarajz egy Földünkhöz hasonló exobolyóról (David A. Aguilar, CfA)

Az Alfa Centauri B viszonylag fényes, hozzánk nagyon közel található, emellett égi helyzete az év legnagyobb részében ideális a megfigyelésre - tökéletes célpont tehát az első Naprendszeren kívüli, Föld-típusú planéta azonosításához. A szakemberek számításai alapján egy célzott megfigyelési kampány a közeljövőben, akár már egy évtizeden belül is kimutathatja a feltételezett exobolygót vagy bolygókat.

Animáció a Kepler-űrteleszkópról, amely a közeli csillagok körül keres majd exbolygókat, köztük Föld-típusú planétákat is

Föld-típusú bolygó minden ötödik csillag körül?

A Föld-típusú bolygók elterjedtségére utal Michael Mayer (University of Arizona) és kutatócsoportjának legújabb felmérése. Nem közvetlen exobolygókat kerestek, hanem az azokat létrehozó anyagkorongokat vizsgálták. Olyan, a Napunkhoz hasonló fiatal csillagokat tanulmányoztak, amelyek viszonylag közel találhatók hozzánk, és könnyen megfigyelhetők.

Az ilyen születő bolygórendszerekben a csillag körül egy anyagkorong található. Mivel a korongnak a csillaghoz közeli része melegebb, mint a távolabbi tartományok, a rövidebb hullámhosszon bocsát ki sugárzást magából. Ezúttal a Spitzer infravörös űrteleszkóppal elsősorban a 24 mikrométeres hullámhosszon jelentkező sugárzást vizsgálták. Ez olyan anyagtól eredhet, amely nagyjából abban a távolságban kering csillaga körül, ami a Naprendszerben a Föld és a Jupiter közötti térségnek felel meg.

Fantáziarajz a Föld-típusú exobolygók sokaságáról (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

Az itt található anyagból idővel valószínűleg a Földhöz hasonló planéták születnek. A fenti felmérés eredményei alapján a 300 millió évnél fiatalabb csillagok 10-20%-ánál jelentkezett a kérdéses hullámhosszú sugárzás, míg az idősebbeknél sokkal ritkábban mutatkozott. A Föld-típusú planéták kialakulásához a modellek alapján 10-50 millió év szükséges - ennek megfelelően a 300 millió évnél idősebb objektumok körüli anyag már összeállhatott, részben ezért nem mutatkozik sugárzás az anyagkorongból.

A statisztikai vizsgálat alapján tehát minden ötödik, vagy még több, a Napunkhoz hasonló fiatal csillag körül van poranyag abban a térségben, ahol a Földhöz hasonló égitestek születnek. Ennek megfelelően elterjedtek lehetnek az ilyen planéták galaxisunkban. Az elméleti modellek arra is utalnak, hogy a sűrűbb anyagkorongokban sokkal gyorsabb a bolygókeletkezés, így ott még rövidebb lehet az a periódus, amíg a fiatal anyagkorongnak a csillaghoz közeli, forró része megfigyelhető.

A távoli földekre vadászó teleszkópok új generációja

Az eddig talált, tömegükben a Földet leginkább megközelítő bolygók is jóval nehezebbek a mi planétánknál, de jól mutatják, hogy a technológia fejlődése révén már csak rövid idő kérdése, és azonosítani tudjuk az első Föld-típusú égitesteket. A Földhöz legközelebbi tömegű, normál csillag (nem neutroncsillag) körül keringő exobolygók:

• Gliese 581 b - 17 földtömeg
• Gliese 581 c - 5 földtömeg
• Gliese 581 d - 7,7 földtömeg
• OGLE-2005-BLG-169L b - 13 földtömeg
• OGLE-2005-BLG-390L b - 5,5 földtömeg

A szakemberek a következő években felbocsátandó nagy űrteleszkópoktól várnak áttörést, amelyek eddigi társaiknál nagyságrendekkel lesznek érzékenyebbek. Ilyen a 2009-re tervezett Kepler (lásd fent az animáción), amely a csillagaik előtt elhaladó bolygók okozta halványodás alapján keres majd égitesteket, közöttük kiemelten a Földhöz hasonló exobolygókat. A néhány évvel később startoló Terrestrial Planet Finder rendszert két űrteleszkóp alkotja: egy ún. koronagráf, amely a csillagukhoz nagyon közeli exobolygókat is megfigyelheti, valamint egy több távcsőből álló ún. interferométer, amely minden hasonló korábbi műszernél nagyobb felbontást ér majd el.