Pandora, Gabriella
7 °C
14 °C

Szenzációsak a Kepler űrtávcső első eredményei

2009.08.07. 10:50
A NASA márciusban felbocsátott űrtávcsöve fantasztikus teljesítőképességét elsőként egy ismert óriásbolygó légkörének elemzésével demonstrálta.

A Kepler egy másfél méter főtükörátmérőjű Schmidt-távcső, amely 100 megapixelnyi érzékelővel van felszerve. A Nap körüli pályán keringő űreszköz elsődleges célja a Föld típusú, lakható bolygók detektálása fedési módszerrel a nyári Tejút egy rögzített területén. Ehhez először 3,5 évig, sikeres működés esetén pedig további két évig folyamatosan méri körülbelül 170 ezer csillag fényességét az optikai tartományban, a bolygóátvonulások okozta parányi fényváltozásokra vadászva. A program hosszú időtartama akár egy évet meghaladó keringési idejű exobolygók felfedezését is lehetővé teszi. Ezek az égitestek eddig nem voltak elérhetők a fedési módszerrel.

Még az évekig tartó tudományos megfigyelések előtt, a műszerek kalibrációja alatt sikerült észlelni egy már eddig is ismert exobolygót. Ezen rövid idő alatt kimutatták a bolygó légkörét, ami látványos belépő az exobolygó-kutatásba. Ráadásul a fantasztikus fotometriai pontosságot igénylő mérést úgy sikerült elvégezni, hogy a kalibrációs és az adatok analízisét végző programok még kísérleti fázisban vannak.

Az eddig felfedezett exobolygók tömege a csillaguktól mért távolság függvényében. A lakhatósági zónát zöld csík jelöli.
Az eddig felfedezett exobolygók tömege a csillaguktól mért távolság függvényében. A lakhatósági zónát zöld csík jelöli.

A szóban forgó, HAT-P-7b jelű bolygót – amely 1000 fényévre található Naprendszerünktől – a magyar fejlesztésű HATNet hálózattal fedezték fel 2008-ban. A Jupiternél valamivel nagyobb tömegű égitest 2,2 nap alatt kerüli meg központi csillagát, ez a Nap-Föld távolság egyhuszonhatod részét jelenti. Ezen jellemzői alapján a bolygó a “forró Jupiterek” családjába tartozik.

A HAT-P-7b jelű bolygó átvonulási fénygörbéje a Föld felszínéről és a Keplerrel végzett megfigyelések alapján
A HAT-P-7b jelű bolygó átvonulási fénygörbéje a Föld felszínéről és a Keplerrel végzett megfigyelések alapján

A Kepler-adatok rendkívüli pontossága miatt a tranziton kívül kis mértékű, folyamatos fényességnövekedés és -csökkenés is jelentkezik a fénygörbén. Ezt William Borucki (a Kepler tudományos vezetője, NASA, Ames Research Center) és munkatársai a bolygó fázisváltozásával magyarázzák. A jelenség nagyon hasonló a Hold és a naprendszerbeli belső bolygók Földünkről látható megvilágítás-, azaz fázisváltozásához. A rendszer által mért intenzitás a csillag fényéből, valamint a bolygó által kibocsátott és a róla visszavert fotonokból tevődik össze. A pályán végighaladva folytonosan változik a bolygó megvilágítása a keringés síkjához közel tartozkodó távoli szemlélő számára, ez hozza létre a fényváltozást. Mindezeken túl jól látszik az a parányi fényességcsökkenés is, amikor a bolygó a csillag mögé kerül (okkultáció). Ezt a jelenséget a fedési exobolygóknál eddig általában csak az infravörös tartományban lehetett megfigyelni, ahol kisebb a fényességkülönbség a csillag és a bolygó között.

A bolygó fényének ily módon történő kimutatását elméletileg már előrejelezték. A Kepler által szolgáltatott új adatok révén egyrészről sikerült igazolni ezt a jóslatot, másrészt minden korábbinál behatóbban lehetett vizsgálni a HAT-P-7b tulajdonságait. A másodlagos fedés mélysége, valamint a fénygörbe alakja és a fényváltozás nagysága alapján a bolygó csillag felőli oldalán 2380 Celsius-fok lehet a hőmérséklet. A fő tranzit és a másodlagos fedés időtartamának egyezése pedig a bolygópálya kör alakjára utal.

A Kepler-fénygörbe nagyítása. A főminimum mellett jól látható a másodminimum és a fedések közötti időben a fényesség folyamatos változása, ami a bolygó fázisváltozásával magyarázható.
A Kepler-fénygörbe nagyítása. A főminimum mellett jól látható a másodminimum és a fedések közötti időben a fényesség folyamatos változása, ami a bolygó fázisváltozásával magyarázható.

Az első eredmények arra mutatnak, hogy a Keplerrel minden reményünk megvan a Földhöz hasonló, felszínükön esetlegesen folyékony vizet tartalmazó planéták megtalálására, és gyakoriságuk meghatározására galaxisunkban. Ezt az optika, a detektorok és a feldolgozó szoftverek jelenlegi állapota is lehetővé teszi, azonban a rendszer finomhangolásával a detektálási határ még tovább javulhat. Az eddigi legpontosabb optikai csillagászati fényességméréseket pedig a bolygókutatókon kívül a csillagok fizikájával és más égitestekkel foglalkozó asztrofizikusok is kamatoztatni fogják.