Ritka bolygórendszert térképeztek fel a csillagászok a Cheops-űrtávcső segítségével

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 Nature című tudományos folyóiratban.

A HD110067 katalógusjelű csillag csaknem 100 fényévre van a Földtől, az északi éggömbön, a Bereniké Haja (Coma Berenices) csillagképben figyelhető meg. 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.

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.

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. „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.

„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.

„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.

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 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.