Üstökösbolygó egy távoli naprendszerben

Az 1999-ben felfedezett, HD 209458b jelű exobolygó több szempontból is tudománytörténeti mérföldkőnek számít. Ez volt az első olyan, más naprendszerben keringő bolygó, amelynél sikerült megmérni a csillaga előtt való átvonulása által okozott fényességcsökkenést; és szintén ez volt az első exoplanéta, melynek közelítőleg meg tudták határozni légköri szerkezetét és összetételét (többek között oxigént, szenet és hidrogént azonosítva benne). A Földtől körülbelül 150 fényévre lévő rendszer központi csillaga egy Napunkhoz hasonló sárga törpe, míg a HD 209458b a Jupiternél kb. 30%-kal kisebb, ám mindössze 3,5 nap keringési idejű égitest (úgynevezett "forró Jupiter").

A bolygó és a csillag rendkívüli közelsége már korábban arra a következtetésre juttatta a szakembereket, hogy a HD 209458b atmoszférája forró és kiterjedt, és a rendkívül erős csillagszél lefújja a légkör egy részét, amely üstököscsóva-szerű gázkiáramlásként követheti a bolygót, annak gyors keringése folytán. Utóbbi állítást azonban nem sikerült közvetlen megfigyelésekkel is alátámasztani – egészen mostanáig.

J. Linsky (University of Colorado, Boulder, USA) és munkatársai a Hubble-űrtávcső tavaly üzembe állított, COS (Cosmic Origins Spectrograph) nevű színképelemző detektorával több átvonulás során vizsgálták a HD 209458 rendszerét, ami meghozta a várva várt áttörést. Az űrtávcső ultraibolya tartományban működő, az eddigieknél sokkal jobb felbontású spektrográfjának méréseivel a kutatók szén és szilícium jelenlétét mutatták ki a bolygó légköréből kiáramló gázanyagban. Ez annak a bizonyítéka, hogy a csillag sugárzása a bolygó teljes atmoszféráját felfűti, az erős hőáramlási folyamatok következtében pedig a nehezebb elemek a légkör felső rétegeibe kerülve kiszabadulhatnak a planéta gravitációs vonzáskörzetéből.

A részletes színképvonal-analízisek révén Linsky és kollégái ki tudták mutatni, hogy a gázanyag áramlási sebessége helytől függően változik, és maximális értéke mintegy 550 kilométer per másodperc - a meghatározott sebességprofilok pedig jól illeszthetőek az említett (a tranzitok során a Föld felé mutató), csóvaszerű kiáramlás modelljével. Bár a HD 209458b anyagvesztése első hallásra igen jelentősnek tűnik (másodpercenként körülbelül tízezer tonna), a számítások szerint több milliárd év kell ahhoz, hogy a planéta légköre teljesen elpárologjon – már ha a bolygó az egyéb hatások miatt nem semmisül meg korábban.

A szakemberek további forró jupiterek vizsgálatát tervezik a Hubble-űrtávcső detektorával abban a reményben, hogy más exobolygóknál is sikerül majd kimutatni hasonló effektust. A mostani eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal című folyóirat július 10-i számában jelent meg.