Egy különleges exobolygó-rendszer felfedezését jelentette be nemrég egy nemzetközi kutatócsoport a nagy presztízsű Nature Astronomy újságban (Impakt Faktor = 14,4). A kutatást Luisa Maria Serrano és Davide Gandolfi vezették, mindketten a Torinói Egyetem Fizika Tanszékének munkatársai. A kutatók a felfedezést a TESS exobolygó-kutató űrtávcsővel tették, a bolygók tulajdonságait pedig a HARPS spektrográf segítségével határozták meg. A megfelelő mennyiségű adat felvételéhez egy évre volt szükség.

A rendszer legbelső, TOI-500b jelű bolygója pályája hasonlóan fejlődhetett, mint ez a vázlat mutatja, csak sokkal több keringés során. Valószínűleg jó kétmilliárd év alatt, nagyon lassan spirálozódott be külsőbb pályájáról a jelenlegi helyére.

Mára a felfedezett exobolygók száma az ötezret is túllépte, szinte már mindennapos egy-egy új bolygó, bolygórendszer felfedezése (arról, hogy mi is az az exo-, azaz extraszoláris bolygó, illetve a felfedezések mikéntjéről, a használt műszerekről ebben a beszélgetésben tudhatunk meg többet). A bolygódömpinget látva felmerülhet bennünk a kérdés, vajon miért is ennyire különleges ez a rendszer? A választ kutatva a cikk magyar társszerzőjét, Dr. Csizmadia Szilárdot, a Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt csillagászát kérdeztem:

– A több mint 5000 exobolygó között csak mintegy 130 USP (Ultra Short Period, azaz nagyon rövid periódusidejű) exobolygó van – mondta el Dr. Csizmadia Szilárd. – Ezek egy napnál rövidebb keringési idejűek. Nagy kérdés, hogy alakulhattak ki. Nem mindig fedezünk fel kísérőbolygót USP rendszerekben. Ennek a rendszernek az érdekessége, hogy nemcsak egy további bolygót sikerült találni, hanem rögtön hármat. Vagyis összesen négy bolygó kering a rendszerben: a sok ezer exobolygó-rendszer közül kb. 50 ismert jelenleg (2022 májusában), amelyikben négy bolygót is felfedeztek! Ez pedig sokkal több megszorítást jelent a rendszerre, az élettörténete feltérképezhetővé válik.

Érdemes itt megjegyeznünk, hogy a legtöbb felfedezett bolygórendszerben mindössze egy bolygót találtak eddig. Hogy nincs bennük több bolygó, vagy van, csak nehezen felfedezhető a hosszú keringésidő, azt a további kutatások fogják eldönteni.

– A most felfedezett rendszer legbelső bolygója, a TOI-500b is egy USP bolygó, csillagát mindössze 13 óra alatt kerüli meg – folytatta. – A bolygó földszerű, azaz kőzetbolygó, és méretében is hasonlít otthonunkra, tömege másfélszer, sugara csupán 15%-kal nagyobb a Földénél. Mivel azonban mindössze 0,01 CSE-re kering csillagától, felszíne nagyon meleg, az 1350 °C körüli hőmérséklet miatt valószínűleg láva borítja.

A 0,01 CSE azt jelenti, hogy százszor kisebb a távolság a TOI-500b és a csillaga között, mint a Nap és a Föld között!

A rendszer másik három bolygója 6,6, 26,2, illetve 61,3 nap alatt tesz meg egy fordulatot a TOI-500 csillag körül. Ezzel egyikük sem üti meg a mércét ahhoz, hogy USP bolygókká minősíthessük őket, azonban még így is mindegyikük gyorsabban kering, mint a Naprendszer legbelső bolygója, a Merkúr, mely 88 nap alatt kerüli meg egyszer a Napot. A külsőbb bolygók rendre 5, 33,1 és 15,1 földtömegűek, így valószínűsíthető, hogy a TOI-500c földszerű, a d és e jelű bolygók azonban Neptunusz-szerűek. (A mi Naprendszerünk-beli Neptunusz kb. 17 földtömegű.)

A TOI-500b tehát rendkívül közel kering napjához, felszíne forró, olvadt. Bolygó ilyen közel a csillagához nem keletkezhetett mindennapi módon. Egy átlagos bolygó a csillag kialakulását követő néhány millió év alatt, a csillagot körülvevő gáz- és porkorongból alakul ki, folyamatosan növelve méretét az idő előrehaladtával. A csillaghoz közel azonban a magas hőmérséklet miatt ez a protoplanetáris korong túl meleg és nem elég sűrű ahhoz, hogy benne a bolygókeletkezés meginduljon. Sőt, a csillaghoz legközelebb egy nagy lyuk van a korongban, mert onnét a csillag fénynyomása és részecskesugárzása kisöpri az anyagot. Hogy alakulhatnak ki mégis ilyen kisméretű bolygópályák?

– Azt biztosan tudjuk, hogy nem alakulhattak ki ilyen közel a csillagukhoz – mondta el nekem Csizmadia Szilárd. – Mindenképpen külsőbb pályákról kellett idekerülniük. Azt sem tudjuk, milyen bolygók voltak eredetileg: lehettek például jupiterek, amelyek túl közel kerültek a csillaghoz, így a csillag elszipkázhatta az anyagukat (Roch-lebeny kitöltés). Az is lehetséges, hogy Neptunusz méretű bolygók voltak, külső jég- és gázrétegüket elpárologtatta a csillag nagy hője, vagy lehettek kőzetbolygók, melyek valamilyen migrációs mechanizmus segítségével belsőbb pályára kerültek.

A klasszikus bolygómigrációs elméletekben a protoplanetáris korong jelen van még a rendszerben, a bolygók a korongot alkotó gáz- és porrészecskék révén közegellenállást érzékelnek. Ennek hatására perdületük csökken, így egyre közelebb jutnak a csillagukhoz, mígnem idővel a protoplanetáris korong anyaga teljesen be nem épül a rendszer bolygóiba, aszteroidáiba, vagy el nem párolog a csillag sugárzása miatt.

A TOI-500 rendszerben azonban nem beszélhetünk klasszikus migrációról, ugyanis ebben a rendszerben a mérések szerint a migrációs folyamatok több milliárd év alatt mentek végbe. A klasszikus migráción kívül kétféle lehetőség adódik:

– A migráció történhetett heves (violens) módon: például két bolygó ütközött a rendszerben és ez az egyiket beljebb lökte, vagy bolygó-bolygó szórási esemény következett be – azaz két bolygó annyira közel haladt el egymás mellett, hogy legalább az egyikük pályája jelentősen megváltozott -, esetleg egy barna törpe vagy egy csillag elhaladt a közelben és annak gravitációs perturbációs hatására került közelebb a bolygó a csillagához.

A bolygók vándorlása azonban történhet nyugodt módon is: – Alapvetően az időskála a fő különbség a nyugodt és az erőszakos eset között, ugyanis a nyugodt esetben évmilliárdok alatt vándorol el a bolygó az eredeti pályájáról a mostanira, az erőszakos esetben viszont évek, évtizedek, legfeljebb évszázadok alatt kerül oda. Nyugodt esetben a bolygó tömege, mérete akár változatlan is maradhat. Ezzel szemben ütközéskor a bolygó anyaga jelentős részét elveszítheti, vagy éppen növekedik azáltal, hogy elnyelheti a másik bolygó egy részét vagy egészét.

A nyugodt migráció tehát fontos szerepet játszhat a rövid periódusú bolygók kialakulásában, annak ellenére, hogy eddig nem tartozott az általánosan elfogadott elméletek közé. A most felfedezett négyesrendszerben is valószínűleg ilyen nyugalmas, lassú folyamatok játszódtak le.

– Az a tény, hogy négy bolygót is találtunk, és mindegyik közel körpályán keringett, azonnal jelezte, hogy egy stabil, nyugodt rendszerről van szó. Mivel a csillag kora is viszonylag idős, látszott, hogy a stabilitás hosszútávon fennmaradt.

A most felfedezett bolygók nagyon jó pontossággal egy síkban keringenek, excentricitásuk pedig kicsi, ezzel is utalva a vándorlás lassúságára: egy ütközés vagy közeli elhaladás ugyanis perturbálja a pályákat, aminek következtében az pályaexcentricitás és -inklináció megnő, a bolygó akár el is hagyhatja a rendszert. Egy ilyen esemény után az excentricitás közel zérusra csökkenése évmilliárdokig is eltarthat, vagy sosem következik be. A TOI-500b esetében a bolygó kétmilliárd év alatt került új pályájára egy közel statikus (kvázisztatikus) vándorlással. A csillagtól mért távolsága nagyon, de nagyon lassan csökkent, excentricitása pedig mindig zérushoz közeli maradhatott, vagyis végig közel körpályán keringett. A nyugodt migráció azonban nem csak ezért lehet fontos mechanizmus:

– Ha lassan változnak a bolygópályák, akkor a bolygó hosszú ideig a lakható zónában maradhat, ha viszont hirtelen változik, akkor egészen biztos, hogy a rajta esetleg kialakult élet kihal, vagy létre sem jön. A korábban említett hosszútávú stabilitás is előnyös a lakhatóság szempontjából, mert ahol heves migrációs folyamatok működnek, megtisztíthatják a lakhatósági zónát, így nem marad ott bolygó. Bár ebben a rendszerben egyik eddig ismert bolygón sem valószínű az élet jelenléte…

Arról, hogy a belső bolygók nyugodt migráció révén kerültek ilyen közel a csillaghoz, numerikus szimulációkon keresztül győződhetünk meg. A kutatócsoport ötmilliárd éves időskálán követte végig a rendszer fejlődését különböző kezdeti feltételek mellett, ezzel igazolva, hogy valószínűleg nyugodt migráció vezetett a mostani bolygókonfiguráció kialakulásához. Fontos, hogy a megfigyeléseket elméleti szimulációkkal is párosítsuk, csak akkor érthetjük meg igazán a rövid periódusú bolygók – és a természet egyéb folyamatainak – működését, ha ezek összhangba kerülnek.

Azoknak, akik saját szemükkel is megnéznék ezt a különleges rendszert, van egy rossz és egy jó hírünk:

– A TOI-500 a Puppis csillagkép legdélebbi részén található, deklinációja -47°, innen nézve éppen nem megfigyelésre alkalmas. Délebbi szélességekről már jól látszik – bár e bolygókat közvetlenül a hivatásos csillagászok még a legnagyobb műszerekkel sem látják –, a csillag vizuálisan 10,5 magnitúdós. Így akár egy 6,5-7 cm-es amatőrtávcső is elég a megpillantásához – mondta el a csillagász.

 

Források:

A cikk: https://www.nature.com/articles/s41550-022-01641-y.

Angol nyelvű összefoglaló a Torinói Egyetem honlapján: https://www.unitonews.it/index.php/it/news_detail/toi-500-four-planet-system-peculiar-migration-process.

Az első szerző, Luisa Maria Serrano posztdoktori ösztöndíjas kutató élményszerűen elmesélt tapasztalatai: https://astronomycommunity.nature.com/posts/toi-500b-a-usp-rocky-planet-in-a-4-planet-system-with-a-quiet-migration-process.

VCSE - Égboltorgia - Forrás: Schmall Rafael
VCSE – Égboltorgia – Forrás: Schmall Rafael

 

Égboltorgia – Schmall Rafael készítette a képet. A képnek ezt a címet Csizmadia Szilárd adta: Égboltorgia. 2021 szeptemberében készült, Trahüttenből, a VCSE 2021. évi ausztriai észlelőhétvégéjén. Az eredeti képet elforgattuk 90 fokkal. A panorámaképen így az észlelők távcsövei látszanak alul, feljebb a Tejút, az M31 = Androméda-köd jobbra, a Nagy Nyári háromszög (Altair-Vega-Deneb). A kép alján a sok asztrofotós távcső között megbúvik Vámosi Flórián 40 cm-es, GoTo-s Dobsonja is.

Olvasd tovább

A 2021. aug. 12/13-án, a VEGA ’21 Nyári Amatőrcsillagászati Megfigyelőtábor során készült felvételemet szeretném megosztani veletek, a Messier 16 jelű emissziós ködről, más néven a Sas-ködről. A kép Skywatcher HEQ-5 mechanikára rögzített 200/800-as Newton-tubussal, ASI294 monokróm hűtött kamerával és TS Maxfield kómakorrektorral készült, 3x25x180 sec objektum (light), 20 sötét (dark), 20 mezősimító (flat), 20 flatdark, Gain150 kép összegzéséből. A vezetést és a felvételek rögzítését egy Asiair PRO vezérlőegység végezte. A feldolgozás Astro Pixel Processor, Startools, és Photoshop szoftverek segítségével történt.

VCSE - Messier 16 - Ágoston Zsolt
VCSE – Messier 16 – Ágoston Zsolt

Olvasd tovább

A csillagászat történéseit figyelemmel követők néhány hete találkozhattak a hírrel, hogy Szabó Zsófia Marianna tagtársunk, az ELTE TTK csillagász mesterszakos hallgatója távcsőidőt nyert az Európai Nagyon Hosszú Bázisvonalú Interferométer Hálózatra (EVN). Vizsgálatának tárgya a csillagkeletkezést kísérő mézer emisszió megfigyelése egy kettős rendszerben.

A nyertes pályázat apropóján Zsíros László Róbert beszélgetett Zsófival a Szertár podcastben. Ha kíváncsiak vagytok arra, hogy miért újszerű ez a megfigyelés vagy arra, hogyan lett egy nemzetközi kutatás vezetője még az MSC diploma megszerzése előtt, akkor hallgassátok meg a beszélgetést!

 

 

VCSE - Csillag-képek 2019 kiállítás Budapesten a Természettudományi Múzeumban - Ágoston Zsolt fotója
VCSE – Csillag-képek 2019 kiállítás Budapesten a Természettudományi Múzeumban. balról jobbra: Ágoston Zsolt, Vizsi Csaba, Ágoston Andor, Péter Attila – Ágoston Zsolt fotója

A Magyar Asztrofotósok Egyesülete 2019-ben is megszervezte a Magyar Természettudományi Múzeumban helyet kapó “Csillag-képek 2019 Országos Asztrofotó Kiállítás”-t, melynek októberi megnyitóján számos VCSE-tag is részt vett, bár a kötött időbeosztás, és a nagy távolság miatt sokunknak nem volt lehetősége részt venni az ünnepélyes eseményen. Október 20-ra kezdtünk el szervezni egy csoportos autós látogatást Zalaegerszegről a múzeumba, kihasználva a kellemes időjárást és a kedvező közlekedési viszonyokat. Vizsi Csaba (sofőr), Péter Attila és én (Ágoston Zsolt) indultunk el Zalaegerszegről 8 óra körül, Nagykapornakon felvettük Görög Erikát, végül 11 óra után érkeztünk a múzeumhoz, ahol találkoztunk Krischbaum Tamással és Ágoston Andorral.

A kiállításon felvett képekből készült válogatás megtekinthető IDE KLIKKELVE.

A főbejáratnál a Fogadótér kupolájában egy barázdás bálna felfüggesztett csontváza köszöntött minket. A példányt 1896-ban ejtették el az Atlanti-óceánban.

Fotó: Ágoston Zsolt
Fotó: Ágoston Zsolt

Az asztrofotós kiállítás megtekintésével kezdtük a múzeumlátogatást: ötven hazai asztrofotós munkáiból kiválasztott legszebb 100 asztrofotó, melyek a földi tájat az égbolttal együtt ábrázoló asztrotájképektől a Holdon és a Naprendszert alkotó bolygókon és üstökösökön át különböző mély-ég objektumokig terjedek, köztük: gömbhalmazok, nyílthalmazok, számos emissziós köd és távoli galaxisok. A kiállításon szerepeltek a neves nemzetközi versenyekre kiválasztott és díjnyertes magyar fotók is. Nagy hangsúlyt kaptak a közelmúlt holdfogyatkozásai során készült felvételek is.

A múzeumban ezután meglátogattuk a Magyarországon feltárt ősállatok fosszíliáiból és rekonstruált modelljeikből rendezett kiállítást, köztük a 4 méteres Hungarosaurus tormai, a 2 méteres növényevő dinoszaurusz, egy Rhabdodontida, a pulykanagyságú Pneumatoraptor fodori. A kréta időszaki mocsár fölött egy óriási, mintegy 6 méteres repülő hüllő, a Bakonydraco galaczi portyázott.

Megtekintettük az MTM Ásvány- és Kőzettára által őrzött, de itt egy vitrinben bemutatott, a Holdra elsőként (Apollo-11, 1969) és eddig utolsóként (Apollo-17 1972) leszállt űrhajósok által gyűjtött holdkőzetekből származó mintákat is tartalmazó ún. „Goodwill” ajándékokat. Ezeket Richard Nixon, az USA korabeli elnöke adományozta a világ országainak, köztük Magyarországnak is. Megnéztük a Magyar Természettudományi Múzeum Ásvány- és Kőzettára 200 példányos ásványgyűjteményét, megismerve az ásványok forma- és színvilágát.

A múzeumlátogatást az ókor végétől a honfoglalásig tartó időszakból származó, a Kárpát-medence területén feltárt csontleletekből rendezett kiállítás meglátogatásával fejeztük be. A hun, avar és honfoglalás kori magyar temetőkből feltárt koponyákat és a koponyák alapján készült arcrekonstrukciókat időrendben felsorakoztatták néhány használati tárggyal együtt, részletes magyarázó leírásokkal. A hunok torzított, csúcsos koponyái, vagy az ősmagyarok meglékelt koponyacsontjai különösen látványosak és elgondolkodtatóak voltak.

Nem sokkal 4 óra után indultunk haza Zalaegerszegre, egy tartalmas nap lezárásaként.

A Magyar Természettudományi Múzeumnak helyet adó Ludovika akadémia története is érdekes, igen sok intézmény kapott itt a múltban helyet: szinte állandó az intézmények be- és kiköltözése. 1967-1998 között az ELTE Csillagászati Tanszéke, hazánk majdnem egyetlen – sok időszakban egyetlen – csillagász-képző helye is ebben az épületben működött.

A kiállítás képanyagának egy része várhatóan 2020. március 10 – április 5. között lesz megtekinthető nyilvános kiállítás keretében Zalaegerszegen. Részletekkel és véglegesen pontos adatokkal később jelentkezünk.