Fotó a szomszédból: bolygójelöltet találtak az Alfa Centaurinál

Fotó a szomszédból: bolygójelöltet találtak az Alfa Centaurinál

Manapság, ha nem is rutinszerűen, de szinte futószalagon fedeznek fel más csillagok körül keringő bolygókat. A cikk írásakor több mint 4400 hivatalosan elismert exobolygóról van tudomásunk, és további sok száz jelölt vár megerősítésre. Ez a magas szám főként a már nyugdíjba vonult Kepler-űrtávcsőnek köszönhető, de azóta is pörög az exobolygó-ipar, mind a növekvő számok, mind pedig a fejlődő megfigyelési technikák tekintetében. Az ezek révén nyert eredmények pedig sok esetben nem is jelen tudományának szólnak, hanem a távcsövek következő generációjának kínálnak célokat – mint például egy lehetséges bolygóról készült felvétel, amely csillagászati értelemben karnyújtásnyira van tőlünk.

cover_2.jpgEgy elképzelt bolygó illusztrációja az Alfa Centauri rendszerben (Forrás: ESO/L. Calçada/N. Risinger)

Jelen írás először a Csillagászat.hu hírportálon volt olvasható.

 

A korábbi felfedezések zömmel két módszerrel történtek. A fedési (idegen szóval tranzitos) rendszerek esetében a bolygó a csillagkorong előtt elhaladva kitakarja annak egy részét, így ha csak kis mértékben is, de lecsökken a csillag megfigyelhető fényessége. Ezt az elvet használta ki a Kepler-űrtávcső is, amely folyamatosan az égbolt ugyanazon területét figyelte, egyszerre közel 200.000 csillag fényességét mérve. Ugyanakkor minden fényességmérésre alapuló exobolygó-felfedezést egy spektroszkópiai megerősítésnek kell követnie, hogy kiszűrjék a fals-pozitív (pl. csillagfoltok okozta) detektálásokat. Ez utóbbi metódus során a csillag tőlünk mért távolodási (ún. radiális) sebességének ingadozását igyekeznek kimutatni, amelyet egy esetlegesen jelenlévő bolygó gravitációs vonzása okozhat. A spektroszkópiai módszerek egyúttal önállóan is szolgáltattak felfedezéseket, így találták meg többek között az első, Nap-típusú csillag körül keringő bolygót, az 51 Peg b-t (ez pedig 2019-ben Nobel-díjat is ért); bár a radiális sebességváltozás kimutatása azonban igencsak mérésigényes módszer.

 

A két fő módszeren kívül még számos alternatív metódussal sikerült kimutatni bolygók jelenlétét, többek között direkt képalkotással. A kihívást az jelenti, hogy a csillagokéhoz képest a bolygóik fényessége gyakorlatilag elhanyagolható; ráadásul mivel tőlünk szemlélve a közvetlen közelükben tartózkodnak, így teljesen elvesznek a csillaguk ragyogásában. A speciális szűrők és képfeldolgozási technikák révén csak a közelmúltban jutott el odáig a csillagászat, hogy a bolygók fényét közvetlenül is megörökíthessük. Mindeddig összesen 27 planéta-jelölt került ily módon lencsevégre, kivétel nélkül a Jupiternél is nagyobb óriásbolygók – sőt, még ezeknek is közel fele valószínűsíthetően barna törpecsillag. A közelmúltban ezen maréknyi felfedezéshez tett hozzá egy újabbat az Európai Déli Obszervatórium (ESO) és a Breakthrough Initiatve által támogatott kutatócsoport az általuk fejlesztett Near Earths in the Alpha Cen Region (NEAR) műszer révén. A projekt, mint ahogy az eszköz a neve is mutatja, nem véletlenszerűen keresgélt, hanem a Naphoz legközelebb csillagrendszerben kutatott bolygók után.

hr_8799_orbiting_exoplanets.gifA HR 8799 csillag (középen, kitakarva) négy exobolygójának valódi képeiből összefűzött videó. A bolygók mindegyike nagyobb a Naprendszer óriásbolygóinál, becsült tömegük 5-7 Jupiter-tömeg. Az alul lévő távolságskála (20 au) a Nap-Föld távolság hússzorosának felel meg. (Forrás: Jason Wang és Christian Marois)

 

Az Alfa Centauri egy három csillagból álló rendszer, tömegközéppontja mindössze 4,37 fényévre található tőlünk. Két fényesebb tagja, az Alfa Cen A és B egyaránt Nap-típusú csillagok; előbbi némiképp nagyobb, míg utóbbi kissé alacsonyabb tömegű a csillagunknál. Kettősük szabad szemmel egyetlen fényes csillagként tündököl a déli égbolton, hazánkból sajnos nem figyelhető meg. A rendszer harmadik komponense a Proxima Centauri, az AB párostól távolabb keringő halvány vörös törpecsillag, amely mostanság pályájának a Naprendszerhez közelebbi részén tartózkodik – ezáltal a Proxima a Naphoz legközelebbi csillag, 4,24 fényéves távolságával.

assets_newatlas_com.jpegAz Alfa Centauri AB kettősének relatív keringése a Naprendszer bolygóinak pályáihoz képest. Az ábra a Alfa Centauri rendszer csillagainak méretét is szemlélteti a Naphoz képest. (Forrás: UPR Arecibo)

 

Az utóbbi években már fedeztek fel bolygókat a csillagrendszerben. A Proxima körül rögtön kettőt is, ráadásul a szuper-Föld kategóriába eső planéták egyike a csillag lakhatósági zónájában kering. Ez a fogalom azonban csak annyit takar, hogy a csillagtól mért távolsága alapján a bolygón lehetségesek olyan hőmérsékleti viszonyok, amelyek lehetővé teszik a folyékony víz jelenlétét. Egy vörös törpe körül azonban ettől még nem fenékig tejfel az élet: a csillagtípusra jellemző flerek nagy energiájú sugárzással bombázzák a környezetüket, valószínűleg ellehetetlenítve az általunk ismert életformákat. Egy Nap-típusú csillag közelsége sokkal nyugodtabb környezetet biztosít, akár az élet fejlődése, akár egy (távoli) jövőbeli kolónia számára – mindeddig azonban nem sikerült hitelt érdemlő felfedezést tenni az Alfa Centauri rendszerében. Ez azonban nem feltétlenül jelent bolygó nélküli csillagokat.

eso1702a.jpgA Chilében található Very Large Telescope (VLT) távcsőegyüttes egy kupolája, háttérben a déli égbolt csillagképeivel. (Forrán ESO)

 

Ez jelentette a motivációt ahhoz, hogy az ESO és a Breakthrough Initiative támogatásával a kutatók kifejlesszenek egy speciális, a Chilében található Very Large Telescope-hoz tervezett koronográfot, a NEAR-t. Ennek segítségével még a megfigyelések során viszonylag jó hatásfokkal ki lehet szűrni a csillagok erős fényét. A technikát az infravörös tartományon végzett mérésekkel kombinálva (ahol a bolygók termikus sugárzása erősebb, míg a csillagok fénye halványabb) adódik a legjobb esély arra, hogy egy exobolygót megpillanthassunk a felvételeken. Ám még így is közel 100 órányi megfigyelésre volt szükség a világ legnagyobb teleszkópjai közé tartozó VLT-vel, hogy eredményre jussanak, és a két csillagról készült felvételeken felbukkanjon egy harmadik apró fénypont, a Candidate1 (Jelölt1).

screenshot_2021-02-18_41467_2021_21176_fig2_html_png_webp_kep_1496_749_keppont.pngA VLT által az Alfa Centauri AB rendszeréről készített felvétel, amelyen a NEAR koronográf már kiszűrte a két csillag fényének jelentős részét. A “maradék” (fekete-fehér foltok a két csillag pozícióján és a rendszer centrumában) digitális levonása után egyetlen folt, a C1 bolygójelölt volt felfedezhető. (Forrás: Wagner et al. 2021)

 

A munka ezzel még nem ért véget, a közvetlen képalkotás jellegéből fakadóan ugyanis a kutatók egyelőre még nem tudták teljes bizonyossággal kizárni, hogy a C1 nem éppen a koronográf használatából vagy a képfeldolgozási módszerükből származó, előzetesen nem azonosított mesterséges jel. A további megfigyelések során a bolygójelölt újbóli detektálása, valamint az esetleges elmozdulásának kimutatása komoly fegyvertény lenne, ám a bolygó hivatalos elismeréséhez mindenképp szükség lesz spektroszkópiai megerősítésre is. Ez utóbbi nem lesz egyszerű feladat, az Alfa Centauri A csillag radiális sebességének változását ugyanis már korábban is sokan vizsgálták. Ezek a kutatások mind ez idáig csak egy felső határt tudtak megállapítani egy esetleges bolygó tömegére, amely szerint nem kering 8 földtömegnél nagyobb bolygó a csillag körül – vagyis, amennyiben a mostani felfedezés megállja a helyét, jó eséllyel egy kőzetbolygót találhattak a csillag lakhatósági zónájában. Mindez pedig “csak” 4,3 fényév messzeségben vár ránk!

 

A jelenlegi technológiánkkal természetesen még mindig elérhetetlen távolságra van tőlünk az Alfa Cen Ab (már ha létezik persze), ám a sci-fi rajongók mellett a közeljövő exobolygókutatásának is sokat jelentene egy planéta a szomszédos csillagrendszerben. Ahogy a felfedezést részletező szakcikk szerzők is kiemelték, a mostani eredmény félig egy technikai demonstrációnak számít, amely egyben új célokat is adhat az óriástávcsövek legújabb generációjának. A már épülő Thirty Meter Telescope (mint a neve is mutatja, 30 méteres tükörátmérővel fog bírni) és az Extremely Large Telescope (39,3 méter!) mérései már nem csak ki fogják tudni mutatni a legközelebbi csillagrendszerek bolygóit, de a tömegük, méretük és a csillaguktól mért távolságukon túlmutató információkat is nyerhetünk majd róluk, akár valódi képeket is készíthetünk a légkörükrőll – innentől kezdve pedig a “lakható” exobolygó sokkal mélyebb értelmet fog nyerni.

wwfckavwypzlsnkbbq5i28.jpgA ESO Extremely Large Telescope-jának illusztrációja. A 39 méteres tükröt rejtő kupola alatt eltörpülnek az autók. (Forrás: ESO)

Aztán pedig lehet kezdeni csomagolni. A méltán népszerű Civilization stratégiai játékokban a 2050-es évekre már illett kifejleszteni az Alfa Centaurira tartó űrhajót…

sid_meier.jpgSőt, az egyik legnépszerűbb “Civilization” játék épp az Alfa Centauri rendszerben játszódott.

Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat – tudományról és science fictionről egyaránt.

Facebook Comments Box