Exobolygók extrém szülőhelye

Exobolygók kialakulásához szükséges, szokatlan megjelenésű anyagkorongokat találtak több csillag körül.

Ez elmúlt években szaporodik azon megfigyelések száma, amelyek keretében furcsa Naprendszeren kívüli planétákat (exobolygókat) azonosítanak. Nem csak az exobolygók, de az őket kialakító korongok között is akadnak szokatlan megjelenésű objektumok. Korábbi cikkünkben két, egymással ellentétes irányba forgó részből álló korongról számoltunk be. Legutóbb ismét érdekes képződmények mutatkoztak néhány születő bolygórendszerben.

A 8,2 méteres japán Subaru-teleszkóppal születő csillagok körüli anyagkorongokat vizsgáltak, köztük is kiemelten a Földtől 650 fényévre lévő HD142527 jelű fiatal objektumot és anyagkorongját. A korongot az infravörös tartományban egy koronagráf nevű berendezéssel tanulmányozták, amely a kitakarja a központi égitest erős sugárzását, lehetővé téve a körülötte elhelyezkedő halvány korong megpillantását. A módszer segítségével 0,13 ívmásodperces felbontást sikerült elérni, azaz akkora részleteket megpillantani a korongban, mint amekkora a Napot és az Uránuszt elválasztó távolság.

Sok korábbi megfigyeléshez hasonlóan ebben a korongban is mutatkozott egy ritka zóna, amelyet egy ott formálódó exobolygó söpörhetett tisztára. Az anyagszegény zóna belső pereme kb. 80 Cs.E.-re húzódik a csillagtól, ami közel duplája a Plútó átlagos naptávolságának. A ritka zónát két "banán" alakú, valamivel sűrűbb ív övezi, amelyek talán még távolabbi, most születő bolygók gravitációs zavaraitól keletkeztek. Mindezeken túl egy még messzebb mutatkozó, magányos ív is kinyúlik a rendszerből, amelyet 200-250 Cs.E. távolságig lehetett követni. Utóbbit talán egy közelben elhaladó csillag, avagy egy távoli és halvány kísérő gravitációs tere hozta létre. Sikerült emellett azt is megállapítani, hogy a korong szemcséi nagyobbak a csillagközi térben jellemző porszemeknél, tehát már megindult az összetapadásuk.

A HD142527 protoplanetáris korongja az 1,65 mikrométeres infravörös hullámhosszon. Baloldalt a felvétel, jobbra a megfigyelt szerkezetek kiemelve láthatók (Subaru, Nagoya University, University of Tokyo)

A program keretében egyéb csillagoknál is találtak érdekességeket. Az AB Aurigae korongja például spirális mintázatot mutat, amely valószínűleg az impulzusmomentumnak a korongon belüli vándorlásával kapcsolatos. A GG Tauri esetében pedig a szokásostól eltérően enyhén vastag, fánk alakú volt az anyagkorong.

Az AB Aurigae infravörös fotója. A felvételt a Subaru -teleszkóppal 2004. január 9. és 12-én rögzítették az 1,65 mikrométeres hullámhosszon. Jobb oldalt az anyagkorongban kavargó spirálkarok helyzete van kiemelve (Subaru Telescope, NAOJ)

A Hubble-űrteleszkóp ACS kamerájával és egy koronagráffal a fiatal és nagytömegű Béta Pictoris csillag körüli anyagkorongot vizsgálták. Sikerült a fő korong mellett egy azzal 4 fokos szöget bezáró kisebb, másodlagos korongot is azonosítani. A képződményt a központi égitesttől 38 milliárd km távolságig tudták követni, azaz legalább hatszor messzebbre nyúlik, mint amennyire a Plútó kering a Naptól - de még így is kisebb, mint a Béta Pictoris fő anyagkorongja.

A második korongra már 1995-ös megfigyelések is utaltak, de akkor még csak mint bizonytalan szabálytalanság jelentkezett a felvételeken. A második korongot elméletileg egy nagytömegű, a Jupiternél kb. 20-szor nehezebb bolygó hozhatja létre, ha ekkora szögben kering a fő korong síkjához képest. Bár a Naprendszerben is találunk a fősíkból kibillent égitesteket, ezek viszonylag kisebb tömegű objektumok. A Béta Pictorisnál egy meglepően nagy exobolygó zárhat be négy fokos szöget az ottani fősíkkal. Ez nem feltétlenül meglepő, sok jel utal ugyanis arra, hogy a születő bolygórendszerekben az egyes égitestek erősen kölcsönhatnak és zavarják egymás mozgását.

A Béta Pictoris körüli nagyobb, és a vele négy fokos szöget bezáró kisebb korong a Hubble-űrteleszkóp felvételén (NASA, ESA, D. Golimowski (JHU)

Az exobolygó kibillent helyzetében sok port vonz maga felé, és saját pályasíkjában létrehozza a második, kisebb korongot. Mindkét korong anyaga egyébként rövid életű, az őket alkotó por 10-20 millió év alatt szétoszlana, ha a bennük keringő apró égitestek ütközései nem termelnék folyamatosan újra.