Forró Marsra hasonlít a pehelykönnyű exobolygó

Egy 200 fényévre található, Mars-méretű exobolygó a legkönnyebb, amit eddig tudósok valaha felfedeztek egy „normális” csillag körül – írja a Nature magazinban megjelent kutatás.

A csillagászok a Kepler-138 b nevű exobolygó méretének és tömegének meghatározása után kapták az eredményeket. Az említett extraszoláris bolygó gyakori csillagtípus, egy úgynevezett vörös törpe körül kering. A Mars átmérője 0,53-a a Földének, így a Kepler-138 b egyértelműen kisebb bolygónknál.

Hogyan mérünk meg egy exobolygót?

Az elmúlt néhány évtizedben több mint 1 800, Naprendszerünk határain kívül található planétát fedeztek fel az asztronómusok. A Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló gázóriások tömegének mérése valamennyivel könnyebbnek bizonyul, mint a Marsra vagy a Merkúrra emlékeztető, lényegesen kisebb kőzetbolygók tömegének megismerése.

De hogyan is mérjük meg egy távoli bolygó tömegét? A bolygó a keringése során gravitációs mezeje révén „megrángatja” központi csillagát. A hatás miatt a csillag színképvonalai Doppler-eltolódást mutatnak. Értelemszerűen egy kisebb tömegű bolygó (mivel kisebb a gravitációs ereje) kevésbé fogja "megrángatni" az adott csillagot, így az effektus kicsi, alig mérhető.

Emiatt nagyon kevés Földhöz hasonló exobolygó tömegét sikerült eddig meghatározni, az ennél könnyebb planétákról nem is beszélve.

Egy művész elképzelése egy vörös törpecsillagról. Forrás: NASA

Halovány csillag világítja meg őket

Az új tanulmányban a csillagászok a Kepler-138 nevű vörös törpét vizsgálták. A csillagtípusba tartozó égitestek kicsik és viszonylag hidegek, fényük halovány. A Kepler-138 körül három exobolygó is kering, amelyeket fedési módszerrel mutattak ki - ha az objektum elhalad a csillaga előtt, akkor a csillag fényességében csökkenést lehet észlelni. A három bolygó közül kettő – a Kepler-138 c és Kepler-138 d – körülbelül 1,2-szer szélesebb a Földnél, a harmadik (Kepler-138 b) viszont jóval karcsúbb, átmérője alig haladja meg bolygónk átmérőjének felét, így nagyjából akkora, mint a Mars.

Mindhárom exobolygó nagyon közel kering a központi csillagához. A Kepler-138 b kicsivel több, mint 10 nap alatt teljesít egy kört, ugyanehhez a Kepler-138 c-nek 14 nap, a Kepler-138 d-nek pedig 23 napra van szüksége ahhoz, hogy megkerülje a vörös törpét.

A Kepler-138 és a körülötte keringő három bolygó egy művészi illusztráción Forrás: Danielle Futselaar, SETI Institute

Eredmények

A NASA Kepler űrteleszkópjának adataira támaszkodva a fent ismertetett módszerrel a kutatóknak sikerült meghatározni mindhárom bolygó tömegét.

Eszerint a Kepler-138 b tömege egy tizenötöd része (6,7 százaléka) a Föld és kétharmada a Mars tömegének.

A Kepler-138 b az első, Földnél kisebb exobolygó, amelynek méretét és tömegét egyaránt sikerült meghatározni”

– nyilatkozta a Space.com csillagászati híroldalnak Daniel Jontof-Hutter, a Pennsylvania Állami Egyetem csillagásza. Ami az exobolygó másik két társát illeti, a Kepler-138 c tömege 197 százaléka, a Kepler-138 d pedig 64 százaléka a Föld tömegének.

Forrás: NASA/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/D. Aguilar

Izzasztó világok

A pehelysúlyú idegen világok bajnokának egyébként a PSR B1257+12 b katalógusnevű bolygó számít. Ez utóbbi azonban egy, főként szupernóva robbanások után létrejövő, gyorsan forgó neutroncsillag, úgynevezett pulzár körül kering.

A Kepler-138 b sűrűségének meghatározása után az is egyértelműen kiderült, hogy kőzetbolygóról beszélhetünk. Folyékony vizet azonban hiába is keresnénk rajta, felszínén 320 Celsius fokos hőség uralkodik. Hasonló viszonyok tapasztalhatók a másik két planétán, amelyek felszínén ugyancsak izzasztó a helyzet (a csillagtól legtávolabbra eső bolygón például +120⁰C van).

A Kepler eddigi felfedezései alapján elmondhatjuk, hogy a miénkhez hasonló naprendszerek nagyon ritkának számítanak a világegyetemben, de nem tudjuk, hogy miért

– összegezte az eddigi tapasztalatait Jontof-Hutter. Az eredményeket a Nature legutóbbi számában publikálták.