A csillagászok a vörös törpe csillag körül keringő szuperföldet találják; légköre lehet

A csillagászok bejelentették, hogy felfedeztek egy "szuper-Földet", amely egy vörös törpe csillag körül kering 40 fényévnyire a Földtől. Megtalálták a távoli bolygót egy kis földi teleszkópflottával, amely nem nagyobb, mint az a sok amatőr csillagász a kertjében. Bár a Szuper-Föld túl meleg az élet fenntartásához, a felfedezés azt mutatja, hogy a jelenlegi, földi technológiák képesek majdnem a Föld méretű bolygókat megtalálni meleg, életbarát pályákon.

csillag

A felfedezést a Nature folyóirat december 17-i számában teszik közzé.

A szuperföldet a Föld tömegének egy-tízszerese közötti bolygóként definiálják. Az újdonsült világ, a GJ1214b, körülbelül 6,5-szer olyan hatalmas, mint a Föld. Gazdacsillaga, a GJ1214 egy kicsi, vörös M típusú csillag, a Nap nagyságának körülbelül ötöde. Felszíni hőmérséklete csak körülbelül 4900 F, fényereje pedig csak háromezred olyan fényes, mint a Nap.

A GJ1214b 38 óránként egyszer kering csillagán, mindössze 1,3 millió mérföld távolságban. A csillagászok a bolygó hőmérsékletét körülbelül 400 Fahrenheit fokra becsülik. Bár meleg, mint egy kemence, mégis hűvösebb, mint bármely más ismert tranzit bolygó, mert nagyon halvány csillag körül kering.

Mivel a GJ1214b a csillaga előtt keresztezi, a csillagászok meg tudták mérni annak sugárát, amely körülbelül 2,7-szerese a Föld sugárzásának. Ez teszi a GJ1214b-t a csillagászok által felfedezett két legkisebb tranzit világ egyikévé (a másik CoRoT-7-b). Az így kapott sűrűség arra utal, hogy a GJ1214b körülbelül háromnegyed vízből és más jégből, valamint egynegyed részből áll. Vannak csábító utalások arra is, hogy a bolygó légköre gáznemű.

"Forró hőmérséklete ellenére ez vízvilágnak tűnik" - mondta Zachory Berta, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) végzős hallgatója, aki először észlelte a bolygó árnyékát az adatok között. "Sokkal kisebb, hűvösebb és földszerűbb, mint bármely más ismert exobolygó."

Berta hozzátette, hogy a bolygó vizének egy részének egzotikus anyagok formájában kell lennie, mint például a VII. Jég (hét) - a kristályos vízforma, amely a Föld tengerszint feletti atmoszférájának több mint 20 000-szer nagyobb nyomáson létezik.

A csillagászok a MEarth (ejtsd: "öröm") projekt segítségével találták meg az új bolygót - nyolc egyforma, 16 hüvelyk átmérőjű RC Optical Systems teleszkóp tömbje, amely 2000 vörös törpe csillag előre kiválasztott listáját figyeli. Minden távcső egy nagyon pontos Software Bisque Paramount-on ül, és egy Apogee U42 töltéscsatlakozós eszköz (CCD) chip felé világít, amelyet sok amatőr is használ.

"Mivel a szuperföldet egy kis földi teleszkóp segítségével találtuk meg, ez azt jelenti, hogy bárki más, aki rendelkezik hasonló távcsővel és jó CCD-kamerával, azt is felismerheti. A hallgatók szerte a világon tanulmányozhatják ezt a szuperföldet!" - mondta David Charbonneau a CfA-tól, a MEarth projekt vezető szerzője és vezetője.

A MEarth olyan csillagokat keres, amelyek megváltoztatják a fényerőt. A cél egy olyan bolygó megtalálása, amely a csillag előtt halad át, vagy áthalad rajta. Egy ilyen mini fogyatkozás során a bolygó elzárja a csillag fényének egy kis részét, így halványabbá válik. Innovatív adatfeldolgozási technikák alkalmazásával a csillagászok kiküszöbölhetik egy tranzit bolygó árulkodó jelét, és megkülönböztethetik azokat a "hamis pozitívaktól", például a kettős csillagok elfedésével.

A NASA Kepler-missziója szintén tranzitokat használ a Napszerű csillagok körül keringő Föld méretű bolygók megkeresésére. Az ilyen rendszerek azonban csak tízezer egy részében tompulnak. A csepp észleléséhez szükséges nagyobb pontosság azt jelenti, hogy ilyen világokat csak az űrből lehet megtalálni.

Ezzel szemben a kicsi, vörös törpe csillagon áthaladó szuper-Föld nagyobb arányú fényerő-csökkenést és erősebb jelet eredményez a földről. A csillagászok ezután olyan eszközöket használnak, mint a HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) spektrográf az Európai Déli Obszervatóriumban, hogy megmérjék a társ tömegét és megerősítsék, hogy bolygó, ahogy ezt a felfedezést tették.

Amikor a csillagászok összehasonlították a GJ1214b mért sugarát az elméleti modellekkel, azt találták, hogy a megfigyelt sugár meghaladja a modell előrejelzését, még tiszta víz bolygót is feltételezve. Valami több, mint a bolygó szilárd felülete, blokkolhatja a csillag fényét - pontosabban a környező légkört.

A csapat azt is megjegyzi, hogy ha légköre van, akkor ezek a gázok szinte biztosan nem ősrégiek. A csillag hője fokozatosan forral fel a légkörből. A bolygó több milliárd éves élete során az eredeti légkör nagy része elveszhetett.

A csillagászok következő lépése az, hogy megpróbálják közvetlenül felismerni és jellemezni a légkört, ehhez pedig olyan űralapú műszerre lesz szükség, mint a NASA Hubble űrtávcsője. A GJ1214b csak 40 fényévnyire van a Földtől, a jelenlegi obszervatóriumok elérhetősége alatt.

"Mivel ez a bolygó olyan közel van a Földhöz, Hubble-nek képesnek kell lennie felismerni a légkört és meghatározni, hogy miből áll" - mondta Charbonneau. "Ez lesz az első megerősített légkörű szuper-Föld - annak ellenére, hogy ez a légkör valószínűleg nem lesz vendégszerető az élet számára, mint tudjuk."