Vencel
13 °C
23 °C

Hogy vadásszunk most exobolygókra?

2013.07.13. 00:00
Alig egy hónap különbséggel ért véget két jelentős bolygókutató program a Kepler és a COROT űrtávcsövek meghibásodása miatt. Bár a Keplernél még nem adták fel a reményt a folytatásra, egyelőre egyik távcső sem tud új adatokat küldeni a Földre. A két távcső szerepe igen jelentős volt az exobolygók utáni kutatásban, ennek ellenére nem állnak le a programokkal. Az adataik jelentős részét még nem dolgozták fel, és számtalan megerősítésre váró bolygójelöltet kell megerősíteni. Más módszerekkel már most is tudnak Naprendszeren túli bolygókat kutatni, néhány év múlva pedig megint csúcsra járatják a bolygóvadászatot.

Május közepén jelentették be, hogy a második lendkerék meghibásodása miatt le kell állítani a Kepler űrtávcső működését, és a kutatók attól tartanak, hogy többet nem is fogják tudni beindítani. A távcsőnek négy lendkereke van, ebből háromnak kell működnie a pozicionáláshoz. Az egyik kerék tavaly júliusban ment tönkre, a második hibáját még januárban észlelték. Azóta hiába próbálták megjavítani, nem mozdul, így nem is tudja tartani pozícióját a megfigyelésekhez.

Az űrtávcső jelenleg nem küld adatokat, a földi irányítóközpontból éppen olyan állapotba navigálják, hogy minél kevesebb üzemanyagot fogyasszon. A jó hír, hogy a kommunikációs csatornák megfelelően működnek, így még nem adták fel teljesen a reményt arra, hogy valamikor a jövőben valahogy működésre bírják a Keplert.

Nem ez a helyzet az európai COROT műholddal, amelynél a felélesztésére tett kísérleteket be is fejezték júniusban, így ennek a projektnek biztosan vége. Az ESA műholdja a fedélzeti számítógép meghibásodása miatt nem tudja ellátni feladatait. A műhold a jövőben lassan veszít magasságából, végül a Föld légkörében ég majd el.

Kifejezetten bolygókutatásra specializált űrtávcső nem is működik jelenleg, a kanadai MOST (Microvariability and Oscillations of STars) csillagokat vizsgál, és csak véletlenül kerülhet látóterébe bolygó, mert nem ez az elsődleges feladata. Molnár László csillagász, az MTA CSFK munkatársa szerint hellyel-közzel ide sorolható a Spitzer űrtávcső is, ami jelenleg a fedési exobolygók megerősítéséhez, karakterizálásához méri a fedéseket közeli infravörös fényben.

Adatok és elméletek

A bolygókutatásnak azonban messze nincs vége. Egyrészt azért, mert a Kepler és a COROT űrtávcsövek adatainak jelentős részét még nem dolgozták fel. Mindkét űrtávcső rendelkezik dedikált kutatócsoportokkal, akiknek a feladata az exobolygó-adatok feldolgozása. A Kepler adatait az Egyesült Államokban, a NASA Ames Kutatóközpontban dolgozzák fel, a COROT adatait pedig Európában.

Ezenkívül hiába fedezett fel a Kepler több ezer bolygót, ezek túlnyomó többségét még meg kell erősíteni, hiszen ezek csak az előzetes adatok alapján gondolják bolygónak, a nevük is erre utal, ezek az úgynevezett bolygójelöltek.

Bolygójelöltekből annyi van, hogy az egyedi bolygók, bolygórendszerek karakterizálása mellett már más irányú vizsgálatok is elvégezhetők – magyarázta Molnár László, aki egyben a Cydonia csillagászati blog szerzője is. A kutatóknak számtalan kérdésre kell választ adniuk, ezek a különböző típusú bolygók, anyacsillagok populációinak vizsgálata, bolygókeletkezési elméletek finomítása, a bolygórendszerek dinamikájának feltérképezése.

Az adatokat azonban jóval több mindenre használják, mint exobolygók azonosítására: az anyacsillagok vizsgálata mellett a bolygóval nem rendelkező, de tucatnyi más okból fényváltozást mutató csillagokat is kutatók százai elemzik – magyarázta Molnár László.

A Keplernél ez utóbbi tevékenységet a Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorcium négyszáz kutatója végzi szerte a világon, köztük Magyarországon is: két munkacsoportot is magyar kutatók vezetnek, Szabó Róbert és Kiss László. Az adatok pedig már elérhetőek minden kutató számára, így számos Kepler exobolygó adatait nem is a Kepler irányítói, hanem független kutatók dolgozzák fel. De még ennél is tágabb az adatfeldolgozás mögötti összefogás, hisz a Planet Hunters civil tudományos oldalon bárki segíthet további fedések azonosításában.

Kisebb projektek

Ezen kívül persze a földi mérések is tovább folytatódnak. Az egyik ilyen projekt a magyar HATNet (Magyar Automatikus Távcsőhálózat), melynek keretében kicsi – mindössze 11 cm-es átmérőjű –, de nagy látómezejű automatizált műszerekkel kutatnak fedési exobolygók után. A program fő észlelőbázisa a Fred L. Whipple Obszervatóriumban található Arizonában, de dolgoznak távcsövek a Mauna Kea csúcson Hawaii-n, az ausztráliai, namíbiai és chilei állomásokon. A hálózat kitalálója, Bakos Gáspár két éve megkapta az Amerikai Csillagászati Szövetség rangos Newton Lacy Pierce díját is.

A SuperWASP rendszer
A SuperWASP rendszer
Fotó: psychohistorian.org

A másik ilyen projekt a SuperWASP (Wide Angle Search for Planets), ez egy olyan program, ahol a 15 magnitúdósnál fényesebb csillagok körül keringő bolygókat kutatják. A SuperWASP projekt két, teljesen automatikus üzemmódban dolgozó kamerarendszert használ, az egyik La Palma szigetén az Isaac Newton teleszkópok mellett, a másik pedig Dél-Afrikában működik, így a megfigyelésekkel az egész égboltot lefedik. Mindkét bázison nyolc darab nagylátószögű kamerából álló robotteleszkóp figyeli folyamatosan a csillagokat, és keresi az előttük áthaladó bolygók okozta fénycsökkenés nyomait.

Az utódok csak évek múlva jönnek

Exobolygót, vagyis Naprendszeren kívüli bolygót több módon is felfedezhetnek. Ez történhet közvetlen megfigyeléssel, vagy közvetett mérésekkel. Közvetlen megfigyelésnek azt nevezzük, amikor észreveszik, hogy a bolygó elhalad a csillaga előtt, a Kepler például ilyen megfigyeléseket végzett.

De felfedezhetünk bolygókat méréssel is, például a Doppler-effektus alapján: ha a bolygó távolodik, akkor a vörös tartomány felé tolódik az onnan (illetve csillagáról) érkező fény, ha közeledik, akkor a kék tartomány felé tolódik. Egy másik módszer az úgynevezett asztrometriai módszer, itt a csillag pályájában bekövetkezett változásokat figyelik meg és ennek alapján következtetnek bolygó jelenlétére.Az utódok közül többféle módszerrel kutató távcsövet is tlaálhatunk.

Néhány héttel a Kepler küldetésének valószínű vége előtt kapott zöld utat a NASA új, kisméretű űrtávcsöve, a TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). A TESS a Keplerhez hasonló módszerrel vizsgálja a csillagokat, de négy kisebb távcsővel nagyobb területet vizsgál át, így a inkább fényesebb és közelebbi csillagok körüli bolygók lesznek a célpontjai.

A NASA James Webb-űrteleszkópjának (JWST) indítását az évtized végére tervezik. A csillagászat valamennyi területén és a világűr történelmének valamennyi időszakában végez megfigyeléseket, az ősrobbanástól az emberi életre alkalmas bolygókat tartalmazó galaxisokig és naprendszerekig. Ez lesz a valaha a világűrbe eljuttatott legnagyobb űrtávcső, legfontosabb főtükrének az átmérője 6,5 méter, a Hubble távcsövének majdnem háromszorosa lesz.

Európai projektek

Európai bolygókutató projekt is indul a közeljövőben. Az ESA az első kis költségvetésű (S osztályú) küldetésének választotta a Cheops űrtávcsövet, ami ismert exobolygókat fog vizsgálni, hogy pontosabb adatokat szerezzünk róluk és segítse a karakterizálásukat. A Doppler-módszerrel felfedezetteknél a bolygó fázisait illetve esetleges fedéseit fogja keresni, illetve a földfelszínről talált bolygók fedéseit fogja sokkal pontosabban megmérni. Várhatóan 2017-ben áll pályára.

A nyugdíjba vonuló Kepler
A nyugdíjba vonuló Kepler
Fotó: NASA

Az ESA jelenleg futó keretprogramjának harmadik, közepes költségvetésű helyére (M osztály) két misszió is pályázik. Az egyik az EChO (Exoplanet Characterisation Observatory) célja exobolygók légköreinek a színképei lesznek, vagyis a légköröket fogja karakterizálni.

A másik jelölt az egyszer már majdnem kiválasztott Plato. Ez a Kepler és a COROT távcsövekhez hasonló módszerrel keresne bolygókat, 32 kisebb távcső együttesével jókora felületet fedne le az égen. Két kiválasztott területet 2-2 évig mérne, míg rövidebb, néhány hónapos lépésekkel az égbolt felét lefedné. Mivel nagyobb területen, fényesebb csillagokat figyel meg, mint a Kepler, és hosszabban, mint a TESS, mindkét űrtávcsőnél jóval alkalmasabb a Földhöz hasonló bolygók azonosítására a környező csillagok körül. A Plato programban Magyarország végrehajtói szinten is jelen lehet, a konzorciumi tanács tagjai között van Szabó Róbert, az MTA CSFK munkatársa is.

Molnár László szerint az európai űrtávcsövek közül az idén startoló Gaia is beleszólhat majd az exobolygó-kutatásba. A Gaia a Tejútrendszer csillagainak térbeli pozícióját és mozgását fogja feltérképezni, de ha egy-egy bolygó eléggé elmozdítja a csillagát a közös tömegközéppont körül, a Gaia ezt is észlelni fogja. Ezen kívül az általa gyűjtött távolság- és színképi adatok aranybányát fognak jelenteni a TESS és a Plato számára is.

Magyarországon is komoly eredményei vannak a bolygókutatásnak. A Kiss László (MTA CSFK) vezette Lendület kutatócsoport dolgozik a Kepler exobolygók adatainak elemzésével, és az exoholdak megfigyelési módszereinek kidolgozásával. Az ELTE Csillagászati Tanszék égi mechanikai csoportja vizsgálta egyes bolygórendszerek stabilitását numerikus szimulációkkal. Ezen kívül számos fotometriai mérést végző űrtávcső programjában vagy előkészítésében részt vesznek magyarországi kutatók, illetve külföldön dolgozó magyar csillagászok is.