Bár a csillagászat iránt érdeklődők mostanában joggal kapják fel a fejüket a James Webb űrteleszkóp elképesztő felfedezéseire, a TOI–5205 b története egy igazi csapatmunka eredménye. Az objektumot eredetileg a NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) műholdja szúrta ki még 2023-ban, azóta pedig a világ csillagászai a legmodernebb űrtávcsövek és spektrográfiai eljárások bevetésével próbálják megfejteni a bolygó titkait. A The Astronomical Journal című folyóiratban nemrég publikált eredmények pedig finoman szólva is feladták a leckét a kutatóknak.
A hiányzó fémek rejtélye
A távoli exobolygók vizsgálatának egyik legmegbízhatóbb módja az úgynevezett tranzit-módszer. Ennek lényege, hogy amikor egy bolygó elhalad a saját gazdacsillaga előtt (tehát tranzitál), egy minimális mértékben kitakarja annak fényét. A TOI–5205 b esetében ez a kitakarás meglehetősen jelentős, nagyjából hat százalékos fénycsökkenést jelent. A fejlett spektrográfiai eszközökkel a kutatók a megmaradt fényhullámhosszakat specifikus színsávokra tudják bontani, amelyekből hajszálpontosan megállapítható, milyen elemek találhatók az égitest légkörében.
Három ilyen tranzit megfigyelése után a tudósok megállapították, hogy a bolygó atmoszférája metánt és hidrogén-szulfidot is tartalmaz. Az igazi döbbenet azonban csak ezután következett: a fejlett, a bolygó tömegét és sugarát is figyelembe vevő számítógépes modellezések kimutatták, hogy a TOI–5205 b belseje mintegy százszor gazdagabb fémekben és nehézelemekben, mint a légköre.
Fotó: NASA
Ahhoz, hogy megértsük, miért is számít ez „tiltott” dolognak a csillagászatban, ismernünk kell a bolygóképződés alapjait. A bolygók jellemzően a fiatal csillagokat körülvevő, forgó por- és gázkorongból alakulnak ki, így összetételüknek logikusan tükröznie kellene a rendszerük, és főként a gazdacsillaguk adottságait.
„A bolygó teljes összetételében sokkal alacsonyabb fémtartalmat figyeltünk meg, mint amit a modelljeink megjósoltak” – magyarázta a kutatás eredményeit Shubham Kanodia, a Carnegie Science csillagásza és a tanulmány társszerzője. „Ez a furcsa eloszlás arra utal, hogy a nehézelemek a formálódás során befelé vándoroltak a bolygó magja felé, így a belső rétegek és az atmoszféra most egyáltalán nem keveredik egymással.”
Nem lenne szabad léteznie
Az eredmény egy olyan fémes maggal rendelkező bolygó, amelynek légköre szénben gazdag, ugyanakkor oxigénben szegény. A képletet tovább bonyolítja a gazdacsillag paramétere: a TOI–5205 b egy vörös törpe körül kering. Ez a csillag mindössze négyszer nagyobb, mint a Jupiter – tehát a bolygó hatalmas a csillagához képest –, és a mi Napunk tömegének csupán 40 százalékát teszi ki.
Az a tény pedig, hogy egy ilyen hatalmas gázóriás egy relatíve kicsi és hűvös csillag közvetlen közelében, ilyen furcsa anyageloszlással jött létre, csak további kérdéseket vet fel.
„Az ilyen felfedezések rendkívül sokat segítenek abban, hogy megértsük az óriásbolygók képződésének folyamatát, amely a csillagok élettartamának egészen korai szakaszában zajlik” – tette hozzá Anjali Piette, a Birminghami Egyetem csillagásza. „Az, hogy a bolygó alacsonyabb fémtartalommal bír (az asztrofizikában „fémnek” neveznek minden olyan kémiai elemet, amely nehezebb a hidrogénnél és a héliumnál; tehát a csillagászatban az oxigén, a szén vagy a nitrogén is „fém” – a szerk.), mint a saját gazdacsillaga, teljesen egyedülállóvá teszi az eddig vizsgált összes gázóriás között” – fejezte be.
Bár a rejtély teljes felgöngyölítéséhez még rengeteg további elemzésre lesz szükség, egy dolog már most kristálytiszta: a TOI–5205 b létezése bebizonyította, hogy az univerzum sokkal bonyolultabb és kiszámíthatatlanabb, mint ahogy azt a bolygóképződési modelljeink eddig feltételezték.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Írta az index.hu
