eso1919hu — Tudományos közlemények

Először találtak fehér törpe körül keringő óriásbolygót

Az ESO eszközeivel végzett mérések szerint a Neptunusz-méretű bolygó folyamatosan párolog

2019. december 4.

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövével (Very Large Telescope – VLT) dolgozó csillagászok elsőként találtak bizonyítékot egy fehér törpecsillag körül keringő óriásbolygó létére. Ez a bolygó egy valaha a Naphoz hasonló csillag forró maradványai körül kering szoros pályán. A közelség miatt a bolygó légköre folyamatosan párolog, és gázkorongot hoz létre a csillag körül. Ez a különleges rendszer szembesít bennünket a saját Naprendszerünk távoli jövőben várható végzetével is.

Ez egy véletlen felfedezés volt” – fog bele Boris Gänsicke, az Egyesült Királyságbeli Warwicki Egyetem kutatója, a kutatásaik eredményét a Nature folyóiratban ma megjelentető kutatócsoport vezetője. Gänsicke és kollégái mintegy 7000, a Sloan Digital Sky Survey által észlelt fehér törpét vizsgáltak meg. Az egyik célpont jelentősen eltért az összes többitől. A csillag fényességének csekély változásait figyelve nagy mennyiségben bukkantak olyan kémiai elemek jelenlétére, amilyenek nem jellemzőek a fehér törpékre. „Rögtön tudtuk, hogy valami különös dolog történik ezzel a csillaggal, és már akkor egy bolygómaradvány hatására gyanakodtunk.

A különleges jelenség okának pontosabb megértése érdekében a WDJ0914+1914 katalógusjelű fehér törpecsillagot a kutatók az ESO chilei Atacama-sivatagban működő Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large TelescopeVLT) X-shooter műszerével is megvizsgálták. Ezek a kiegészítő mérések megerősítették a hidrogén, oxigén és kén jelenlétét a csillag környezetében. Az ESO X-shooter spektrográfjával felvett regisztrátum finomabb részleteit vizsgálva a csillagászok azt is kiderítették, hogy ezek a szokatlan elemek nem magában a csillagban, hanem a körülötte örvénylő gázkorongban találhatóak.

Több hetes komoly fejtörés révén jutottunk arra a következtetésre, hogy ez a korong csakis egy óriásbolygó párolgása révén jöhetett létre” – avat be bennünket Matthias Schreiber, a chilei Valparaisoi Egyetem munkatársa, aki a rendszer múltját és jövőbeli fejlődését modellezte.

A hidrogén, oxigén és kén kimutatott mennyisége hasonló a Neptunusz- és Uránusz-szerű óriásbolygók fagyos légkörének mélyén megtalálhatóhoz. Ha egy ilyen bolygó túlságosan közel kering egy kicsi, ám forró fehér törpéhez, akkor a csillag rendkívül erős ultraibolya sugárzása leszakítja a bolygó légkörének külső rétegeit. Az elpárolgó gázanyag egy része a csillag körül anyagbefogási korongot képez, és a fehér törpe felszínére hullik. A csillagászok úgy gondolják, hogy pontosan ezt a folyamatot sikerült megfigyelniük a WDJ0914+1914 körül: az első párolgó, fehér törpe körül keringő óriásbolygó jeleit.

 A megfigyelési adatokat elméleti számításokkal kiegészítve az Egyesült Királyságban, Chilében és Németországban dolgozó csillagászokból álló csapat pontos képet festhetett erről a különleges rendszerről. A kicsiny fehér törpe fortyogó felszínén 28 ezer Celsius fok uralkodik, ami ötször forróbb a Napnál. A bolygó ugyanakkor jeges és hatalmas – legalább kétszer nagyobb a gazdacsillagnál, és olyan közel kering hozzá, hogy mindössze 10 nap alatt meg is kerüli azt. Eközben a fehér törpe nagy energiájú fotonjai fokozatosan erodálják a bolygó légkörét. A gáz nagy része elszökik, ám egy kis hányada anyagbefogási korongba rendeződik a csillag körül, és másodpercenként 3000 tonna anyaggal gyarapítja azt. Ez a korong árulja el az egyébként láthatatlan Neptunusz-szerű bolygót.

Most először tudtuk megmérni az olyan gázok, mint az oxigén és a kén mennyiségét a korongban, amiből pedig az exobolygó légkörének összetételére következtethetünk” – fejti ki Odette Toloza, a Warwicki Egyetem munkatársa, akinek a fehér törpe körüli gázkorong modellezése volt a feladata.

Ez a felfedezés a bolygórendszerek végső sorsáról is újat mond a számunkra” – teszi hozzá Gänsicke.

A Naphoz hasonló csillagok életük legnagyobb részében hidrogént alakítanak héliummá a magjukban. Amikor azonban kifogynak az üzemanyagból, százszor nagyobb átmérőre fúvódva vörös óriássá válnak, miközben bekebelezik a legközelebbi bolygóikat. A Naprendszerben erre a sorsra fog jutni a Merkúr, a Vénusz, de még a Föld is. Ezt a három bolygót mintegy 5 milliárd év múlva mind elnyeli majd a Nap. A vörös óriáscsillag végül elveszíti a külső rétegeit, és csupán egy forró, ám egyre csak hűlő kiégett mag marad vissza – egy fehér törpecsillag. Az ilyen csillagmaradványok azonban továbbra is otthont adhatnak bolygóknak. A legtöbb ilyen bolygórendszer-maradvány a csillagászok szerint jelenleg is itt van a Tejútrendszerben. Ez idáig azonban a kutatók nem találtak bizonyítékot fehér törpecsillag mellett túlélő óriásbolygóra. A tőlünk mintegy 1500 fényévre, a Rák csillagkép irányában található WDJ0914+1914 körül keringő óriásbolygó bizonyára csak az első a sok hasonló, felfedezésre váró társa közül.

A csillagászok véleménye szerint az ESO X-shooter műszerével most felfedezett exobolygó a gazdacsillagától mindössze 10 millió kilométerre, a Nap sugarának csupán 15-szörösére kering. Ez a keringési pálya a csillag korábbi fejlődési állapotában mélyen a vörös óriáscsillag belsejében lett volna. Ez a szokatlan elhelyezkedés arra utal, hogy a bolygó valamikor, már a fehértörpe-állapot elérése után vándorolt a mai, csillaghoz közelebbi pályájára. Ez a rendszer több bolygója közötti gravitációs kölcsönhatás eredménye lehetett, ami feltételezi, hogy egynél több kísérő is túlélte a központi csillag heves fejlődési szakaszait a múltban.

Egészen a közelmúltig kevés csillagász tűnődött el azon, hogy milyen sors vár a haldokló csillagok körül keringő bolygókra. Ennek a kiégett csillagmaradvány melletti bolygónak a felfedezése erős figyelmeztetés a számunkra, hogy a világegyetem újra és újra rácáfol az esetleg már berögzült elképzeléseinkre” – zárja gondolatait Gänsicke.

További információ

Az itt ismertetett tudományos eredményeket a Nature tudományos szakfolyóiratban megjelenő közleményben ismertetik részletesen a szerzők.

 

A kutatócsoport tagjai: Boris Gänsicke (Department of Physics & Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Egyesült Királyság), Matthias Schreiber (Institute of Physics and Astronomy, Millennium Nucleus for Planet Formation, Valparaiso University, Chile), Odette Toloza (Department of Physics, University of Warwick, Egyesült Királyság), Nicola Gentile Fusillo (Department of Physics, University of Warwick, Egyesült Királyság), Detlev Koester (Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität zu Kiel, Németország), és Christopher Manser (Department of Physics, University of Warwick, Egyesült Királyság).

 

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort  egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése fókuszál annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb látható hullámhosszakon üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső. A világ legnagyobb égboltfelmérő teleszkópja, a VISTA az infravörös hullámhossztartományban működik, míg a VLT Égboltfelmérő Távcső az optikai hullámhosszak legnagyobb dedikált égboltfelmérő műszere. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

          Az eredményeket ismertető szakcikk

          Fotók a VLT-ről

Kapcsolat

Boris Gänsicke
University of Warwick
UK
Telefon: +44 247 657 4741
E-mail: boris.gaensicke@warwick.ac.uk

Matthias Schreiber
Valparaiso University
Chile
Telefon: +56 32 299 5518
E-mail: matthias.schreiber@uv.cl

Odette Toloza
University of Warwick
UK
E-mail: odette.toloza@warwick.ac.uk

Nicola Gentile Fusillo (study co-author)
European Southern Observatory and University of Warwick
Germany
Telefon: +49 8932 0067 50
Mobil: +44 7476 9595 49
E-mail: ngentile@eso.org

Christopher Manser (study co-author)
University of Warwick
UK
Telefon: +44 7516 8167 53
E-mail: c.manser@warwick.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso1919 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso1919hu
Név:WDJ0914+1914
Típus:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2019Natur.576...61G

Képek

Fantáziarajz a WDJ0914+1914 rendszerről
Fantáziarajz a WDJ0914+1914 rendszerről
A WDJ0914+1914 elhelyezkedése a Rák csillagképben
A WDJ0914+1914 elhelyezkedése a Rák csillagképben

Videók

ESOcast 212 Light: Először találtak fehér törpe körül keringő óriásbolygót
ESOcast 212 Light: Először találtak fehér törpe körül keringő óriásbolygót
Animáció a WDJ0914+1914 rendszerről
Animáció a WDJ0914+1914 rendszerről
Animáció a Nap vörös óriássá válásáról
Animáció a Nap vörös óriássá válásáról

Tekintse meg