Távoli ritka bolygórendszert térképeztek fel magyar kutatók

Művészi fantáziarajz a HD110067 katalógusjelű csillag bolygórendszeréről

Hat planétából álló ritka bolygórendszert térképeztek fel a csillagászok az Európai Űrügynökség (ESA) exobolygókutató Cheops-űrtávcsövének adatait is felhasználva, magyar kutatók közreműködésével.

A Naphoz hasonló tömegű 100 fényévre fekvő csillag körül hat bolygó kering

A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) közleménye szerint a felfedezés, amelyhez magyar kutatók munkája is hozzájárult, azért különösen érdekes, mert a bolygók pályái azt jelzik, hogy a kialakulása óta eltelt több mint egymilliárd évet a rendszer alapvetően változatlan állapotban töltötte. A kutatók eredményeit bemutató cikk szerdán jelent meg a Naturecímű tudományos folyóiratban. A HD110067 katalógusjelű csillag csaknem 100 fényévre van a Földtől, az északi éggömbön, a Bereniké Haja (Coma Berenices) csillagképben figyelhető meg.

A Coma Berenices (Bereniké haja) csillagkép az északi félteke égboltján Forrás: Star Registration

Tömege és sugara is a Napénak körülbelül 80 százaléka.

A NASA TESS űrtávcsöve (Transiting Exoplanet Survey Satellite) 2020-ban olyan csökkenéseket észlelt a csillag fényességében, amelyek arra utaltak, hogy bolygók haladtak át a csillag korongja előtt. Az előzetes elemzés két lehetséges bolygót mutatott ki - írták.

A ritka bolygórendszert még 2020-ban azonosították a NASA TESS űrtávcsöve segítségével (művészi illusztráció) Forrás: NASA/JPL-Caltech

Két évvel később a TESS újra észlelte a csillagot. A korábbi és az új adatok együttes elemzése kizárta az eredeti értelmezést, helyette két másik, az első magyarázatban szereplőktől különböző bolygó létezését valószínűsítette. Bár ezek a detektálások az elsőknél sokkal kevésbé voltak bizonytalanok,

a TESS adataiból sok minden még mindig nem volt érthető.

Ekkor kezdtek el érdeklődni a jelenség iránt Rafael Luque (University of Chicago) és kollégái. Az erőfeszítéseik eredményeként sikerült a rendszerben egy harmadik bolygó jelenlétét is megerősíteniük, miközben megtalálták a kulcsot is a rendszer értelmezéséhez, mivel egyértelmű volt, hogy a három bolygó úgynevezett rezonáns pályákon kering a rendszerben.

Ami nagyon különleges, az a rendszer változatlansága

A további pályarezonanciák előrejelzése és a fennmaradó megmagyarázatlan adatokkal történő összevetése lehetővé tette a csapat számára, hogy felfedezze a rendszer másik három bolygóját is.
A rezonáns bolygórendszerek azonosítása azért rendkívüli jelentőségű, mivel a rendszerek kialakulásáról és a közvetlenül azt követő időszak fejlődéséről árulnak el fontos információkat a kutatóknak.

A HD 110067 fényes csillag előtt áthaladó hat szub-Neptunusz méretű bolygó okozta fényintenzitás változást kimutató diagram Forrás: Nature

"Úgy tűnik, a bolygók leginkább rezonáns pályákon keletkeznek a csillagok körül, ám nagyon könnyen elhagyhatják azokat a legkisebb zavarok (perturbációk) hatására is. Például egy nagyon nagy tömegű bolygó, a közelben elhaladó másik csillag, vagy akár egy hatalmas becsapódási esemény is könnyen véget vethet a kényes egyensúlynak" - magyarázták a kutatók.

A beszámoló szerint a csillagászok sok több bolygóból álló rendszert ismernek, amelyekben ma már nem áll fenn a rezonancia, de a keringési periódusok olyanok, hogy a múltban valamikor ez lehetett a helyzet. A rezonancia-állapotot sokáig megőrző bolygórendszerek azonban ritkák.

Művészi fantáziarajz a HD110067 katalógusjelű csillag bolygórendszeréről Forrás: NASA/JPL-Caltech

Úgy véljük, hogy az összes rendszer csak körülbelül egy százaléka marad rezonancia-állapotban"

- magyarázza Rafael Luque. Ezért is különleges és további vizsgálatokra érdemes rendszer a HD110067, amely máig változatlan, ősi állapotát mutatja. A beszámoló szerint eddig mindössze három olyan rezonáns bolygórendszer ismernek, amelyben hat planéta van, és ebből kettőt a Cheops-nak köszönhetnek a csillagászok.

Több magyar kutató munkája is hozzájárult az eredményekhez

"A Cheops új felfedezése fényesen igazolja, hogy a jó 10 évvel ezelőtt megfogalmazott működési elv, az égen szinte bármikor, bárhova irányítható ultrapontos űrfotométer koncepciója kiválóan működik. Az amerikai TESS-űrtávcső által talált egzotikus rendszer valódi természetét soha nem ismerhettük volna meg a Cheops rugalmas és célpontokhoz alkalmazkodó adatgyűjtése nélkül" - hangsúlyozta Kiss László, a Cheops-konzorcium tudományos irányító testületének magyar tagja a közleményben.

Kiss László (a képen a középső sor bal szélén) a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont főigazgatója Forrás: Origo - Elter Tamás

A HD110067 a legfényesebb csillag, amely körül legalább négy bolygó kering. Mivel ezek mindegyike a Neptunusznál kisebb méretű, és valószínűleg kiterjedt légkörük van, ezért ideális célpontok a NASA/ESA/CSA James Webb-űrtávcső és az ESA jövőbeli Ariel- és Plato-űrteleszkópjai számára, amelyekkel a bolygók légkörének összetétele is tanulmányozható lesz majd.

A HD110067-rendszer a Naptól száz fényévre fekszik (művészi ábra) Forrás: ESA

A közlemény szerint a felfedezéshez Bárczy Tamás (ADMATIS Kft., Miskolc), Csizmadia Szilárd (Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Berlin), Kiss László (HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Budapest), Simon Attila (Abteilung für Weltraumforschung und Planetologie, Physikalisches Institut, Universität Bern, Bern) és Szabó M. Gyula (ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium, Szombathely) munkája is hozzájárult.