Csillagvizsgáló

Bolygót találtak a gyorshajtó szomszédnál

2018. november 21. - PFreddy

A Barnard-csillag nem hiába kapott kitüntetett nevet a csillagászoktól. Habár csak egy jelentéktelen, kis méretű csillag, a mi szempontunkból gyakorlatilag szomszédnak számít. Alig több, mint hat fényéves távolsága most még áthidalhatatlan, ha azonban az emberiség egyszer képes lesz kilépni a Naprendszerből, az első célpontok között lehet. Főként, ha van is olyasmi a csillagnál, amiért érdemes meglátogatni – például egy bolygó. Még ha kissé fogvacogtató is.

800px-reddwarfplanet.jpgMűvészi elképzelés a Barnard-csillagról (vörös pötty a bal oldalon) és a körülötte keringő bolygóról.

Habár már közel négyezer exobolygót ismerünk, ezek többsége közepesen távol (~néhány száz fényévre) található tőlünk a Tejútrendszerben; nem pedig közel, ahová ugyanúgy nem egyszer talán eljuthat az emberiség. Ez a fajta távolság-szelekció köszönhető egyrészt a Kepler űrtávcső észlelési stratégiájának (nem a közeli csillagokat vizsgálta, hanem egy fix égboltterület kétszázezer csillagát); másrészt a csillag közelsége keveset számít a detektálás során, sokkal inkább függ a felfedezés a bolygó és a csillag méretarányától, egymástól való távolságuktól és a látóirányra bezárt szögüktől. Így történhetett, hogy a Naprendszer szomszédságában egyelőre nem fedeztek fel tömegesen exobolygókat, mindössze a vörös törpe Proxima Centauri körül akadt horogra egy fagyos szuper-Föld. De mi a helyzet “eggyel” távolabb?

barnard_distance.jpgA Nap körüli csillagok távolságát szemléltető grafika. Az ábra távolság-, de nem méretarányos. (Forrás: IEEC / Guillem Ramisa / Science-Wave)

A Barnard-csillag a második legközelebbi csillag(rendszer) a Naphoz, de csak az Alfa Centauri hármasa után. Utóbbi magába foglalja az Alfa Cantauri A és B szorosabb kettősét, illetve a hozzánk legközelebb tartózkodó Proxima Centauri vörös törpecsillagot. A 6,2 fényévre lévő Barnard így valójában csak negyedik a tőlünk mért távolság-listán. Ez a jövőben lassan ugyan, de változni fog: csak nem 500.000 km/h-os sebességgel közelít a Naprendszer felé és bő tízezer év múlva (tényleges szomszédunkként) már csak 3,8 fényévre lesz tőlünk.

centauris.jpgA Centauri-hármas rendszer. Az Alfa Centauri kettőse (A és B) olyan közel keringenek egymáshoz, hogy egy amatőr távcső nem is képes felbontani, míg a Proxima annyira halvány, hogy nem is látszik a felvételen. A Beta Centauri pedig csak arra járt - habár a csillagkép része, valójában a hármas rendszertől jóval távolabbi csillag. 

Amiben már most is éllovas a Barnard-csillag, az az ún. sajátmozgás. A csillagok ugyanis csak látszólag nem mozdulnak a helyükről az égbolton (nem számítva persze a Föld forgását); valójában égi koordinátáik is kismértékben változnak. Ez a jelenség a csillagok Galaxison belüli mozgásuknak tudható be. A nagy átlag  követi a tejútrendszerbeli rotációt, vagyis nagyjából úgy kering a tömegközéppont körül, mint ahogy a bolygók is teszik azt a Nap körül. Kisebb, lokális skálákon bőven akadhatnak kiugró sebességek is, pl. a csillagok keletkezése vagy egymás közötti kölcsönhatásaik révén. A (Földről) látszó sebességük pedig természetesen a távolságuk függvénye is – ugyanakkora valós sebesség esetén természetesen egy közelebbi csillag gyorsabbnak tűnik a megfigyelő szemszögéből. Így történhet, hogy a Barnard a leggyorsabb sajátmozgású csillag a mi szempontunkból nézve (ahogy azt névadója, E. E. Barnard 1916-ban meg is állapította).

barnard2005.gifA Barnard-csillag elmozdulása a távolabbi (és ezért állónak látszó) csillagokhoz képest. (Forrás: Steve Quirk)

Olyannyira, hogy évente 10,3 ívmásodpercet tesz meg az égbolton – ez pedig, ha nem is szemet szúró jelenség, néhány év alatt már egy amatőrcsillagász számára is megfigyelhető elmozdulás. Megtalálni azonban nem egyszerű, hiába van ugyanis közel, egy kis méretű vörös törpecsillagról beszélünk (látszó fényessége mindössze +9,4 magnitúdó). A Barnard-csillag a Kígyótartó csillagképben tanyázik, a β Ophiuchi közelében, így a kora esti órákban nyár közepétől ősz végéig figyelhető meg Magyarországról.

stellarium_2.pngA Barnard-csillag pozíciója az égbolton (körrel jelölve). (Forrás: Stellarium)

A Barnard-csillag a napokban ismét a figyelem középpontjába került, ugyanis egy nemzetközi kutatócsoport bolygót azonosított a vörös törpe körül – ez pedig, ahogy a fentiekből is kiderült, a jelenleg ismert második legközelebbi exobolygó! A Barnard b-vel jelölt planétát az ún. radiális sebesség módszerrel azonosították, vagyis a Barnard-csillag spektrumának hosszabb időtartamon keresztül végzett megfigyelése alapján mutatták ki, hogy egy körülötte keringő objektum gravitációs hatása “rángatja” a csillagot. A hosszabb időtartamot érdemes kétszer is aláhúzni, ugyanis húsz év 771 mérését vették górcső alá a kutatók, az utóbbi években pedig többek között olyan óriásteleszkópok műszereit is használták, mint a Very Large Telescope, a Keck Observatory és a Magellan Telescope.

kettoscsillag-szinkepeltolodasa_1.pngA radiális sebességmérés alapja, hogy a spektrumvonalak a forrás mozgása miatt eltolódnak. 

A Barnard b-vel kapcsolatban, akárcsak az eddig felfedezett exobolygók esetében (kevés kiételtől eltekintve), az elérhető információk a tömegére, valamint a keringési pályájára korlátozódnak. Előbbi jellemzője bő háromszorosa a saját bolygónkénak, vagyis egy ún. szuper-Földről beszélünk. Csillagától mért távolsága 0,4 CSE (1 CSE = 150.000.000 km), vagyis szűkebb pályán kering, mint teszi azt a Merkúr a Nap körül. A bolygó azonban mégsem elviselhetetlenül forró, a Barnard-csillag ugyanis vörös törpe lévén a Nap sugárzásának mindössze 3%-t bocsájtja ki. Éppen ellekezőleg: mivel a rendszer ún. lakhatási zónája (ahol a várható hőmérséklet 0 és 100 °C közé esik) a 0,06 és 0,1 CSE közötti régióra korlátozódik, a Barnard b egy jeges égitest, nagyjából -170 °C-os átlaghőmérséklettel (kellemetlen…). Ugyanakkor, a bolygó-csillag páros viszonylagosan nagy távolsága hordoz magában egy kis pozitívumot is: a rendszer ideális alanya lesz a direkt képalkotásoknak, vagyis akár a közeljövőben (vagy legkésőbb a WFIRST űrtávcső felvételein) közvetlenül is vizsgálhatjuk majd a Barnard b-t.

barnard_planet_illustration.jpgFantáziarajz a Barnard b felszínéről. (Forrás: M. Kornmesser/ESO)

Habár a Barnard b valószínűleg sosem lesz az emberiség kedvelt célpontja, a felfedezés (és a statisztika) rámutat, hogy a közel Föld-méretű exobolygók a Naprendszer környékén is gyakoriak. Így pedig jók az esélyeink, hogy találhatunk valahol a közelben egy most még rejtőzködő, de a jövő emberiségének ideális úticélt kínáló exobolygót.

Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat - tudományról és science fiction-ről egyaránt.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr3814385736

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

exterminador 2018.11.22. 19:15:29

A Proxima körül, ha minden igaz, nem egy fagyos bolygó kering; az éppen a lakhatósági zónában található.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.11.22. 19:30:18

A Barnard b 2. szomszéd naprendszerbeli bolygó -17o Celsius fokos hőmérsékletét mérték, vagy becsülték? Utóbbira gondolnék. Ha van légköre is a bolygónak, az üvegház hatás miatt akár melegebb is lehet (mint "itthon" a Föld), vagy jóval melegebb is lehet (mint "itthon" a Vénusz). Vagy nem?

Csak azért kérdem, mert ha bizti hogy -17o Celsius fokos akkor bizti hogy nem foglalok oda kereskedelmi űrhajós utat magamnak. :-)

PFreddy 2018.11.22. 20:03:37

@exterminador: A jelenleg becsült hőmérsékletek középértéke olyan -40 fok körüli - szóval igen, a Barnard b-hez képest kifejezetten kellemes, de legfeljebb a lakhatósági zóna határán található.

PFreddy 2018.11.22. 20:04:16

@rdos: Pontosan, ez csak egy becsült érték a csillagától mért távolsága alapján. Ne foglalj jegyet! Sok az átverés mostanság.

padisah · http://www.kozvetlen-allasok.hu 2018.11.22. 21:54:52

ha a bolygó becsült felszíni hőmérséklete -170 fok, az kb a Szaturnusznek felel meg, vagyis ez a bolygó nagy valószínűséggel nem szilárd kőzetbolygó, hanem egy kis gázóriás...ami a csillag méretéhez passzol

ilyen hőmérséklet, illetve a csilag napszéltevékenysége nem távolítaná el az illékony anyagokat még a bolygó keletkezése előtt, tehát a bolygó nagyon sok metánjeget és vízjeget tartalmazó üstökösszerű dolgokból állna össze, amihez még gázt tud a gravitációjával bevonzani

egy színképeltolódásból nem tudják szerintem megállapítani a bolygó átmérőjét, és a sűrűségét sem, szóval aligha áll rendelkezésre olyan adat ami a fenti hipotézist cáfolná

ugyanakkor egy külső óriásbolygó jelenléte indikátor lehet arra hogy beljebb van kőzetbolygó is amit nem látunk, és az már érdekes lehet

PFreddy 2018.11.22. 22:29:57

@padisah: A hőmérséklet önmagában semmit nem árul el a bolygó összetételéről. A Pluto bőven hidegebb és mégis kőzet(törpe)bolygó.

A metánjég és a víz jelenléte bőven túl messzire menő következtetés.

A színképeltolódásból valóban nem állapítható meg az átmérő, a tömegszámítás is csak alsó becslés. A kőzetbolygó csak feltevés: egy három naptömegű bolygó jelen ismereteink szerint csak kőzetbolygó lehet (felfelé viszont valószínű folytonos az átmenet a kőzet- és gázbolygók között). Ha viszont jócskán alulbecsülték a tömegté (amire meg van az esély), a Barnard b valóban lehet mondjuk a Naptunuszhoz hasonló.

padisah · http://www.kozvetlen-allasok.hu 2018.11.22. 23:36:39

a Pluto nagyon kicsi, és simán lehet hogy egy nagyobb, vagy több összetömörödött üstökös

miután kialakul egy 3 földtömegű bolygó, annak már elég erős a gravitációja, hogy az illékony hidrogént is a bolygón tartsa, tehát ez a fajta kiszáradás csak a bolygó keletkezését megelőzően tud megtörténni, és a már 'száraz' anyag áll össze bolygóvá

tehát egy olyan aszteroida gyűrű, amit a csillag előzőleg kiszárított, ahol a fénye arra képes
ahol nem, mert túl messze van, ott gázóriás keletkezik

PFreddy 2018.11.23. 00:53:24

@padisah: "a Pluto nagyon kicsi, és simán lehet hogy egy nagyobb, vagy több összetömörödött üstökös"

Az üstökösmagok néhány tíz km-es objektumok. Aszteroidák ugyan szintén összeállhatnak, láttunk is ilyenekre példát, de ilyen méretben aligha tapadhatnak össze.

"tehát egy olyan aszteroida gyűrű, amit a csillag előzőleg kiszárított, ahol a fénye arra képes
ahol nem, mert túl messze van, ott gázóriás keletkezik "

Rengeteg olyan bolygórendszert ismerünk, ahol a gázóriások a csillagukhoz közel találhatóak (lásd, forró Jupiterek).

Egy tanár. 2018.11.23. 07:06:45

Képtelenül messze van tőlünk. A Kuiper-öv, ami a Neptunusz után található: 30-50 csillagászati egységre van a Földtől (4.5-7.5 milliárd km), az Oort-felhő pedig (ami a Naprendszer széle) 1 fényévnyire (7.5 - 15 billio km). Mindehhez képest még azt sem tudjuk megoldani, hogy a 2035 -ben "csak" 56 millió km-re lévő Marsra eljussunk.

steery 2018.11.23. 13:33:42

A számításoknál figyelembe vették a légköri üvegházhatást is? Ha az exobolygó 3x nagyobb a Földnél, akkor a légköre is jóval sűrűbb lehet. Talán elég sok benne a szén-dioxid ahhoz, hogy az egyenlítője mentén kellemesen langyos vagy meleg legyen a felszínén. Ha a magja nem tartalmaz nehéz anyagokat, a gravitációja talán nem éri el a 3g-t, csak jóval kisebb, így akár lakni is lehetne rajta kupolavárosokban vagy úszó mesterséges szigeteken.

PFreddy 2018.11.27. 11:22:47

@steery: Nem. Légkörről egyelőre csak akkor nyerhetünk némi információt, ha a bolygó a csillaga előtt halad el (tőlünk nézve), vagyis ún. fotometriai exobolygó. A jelenlegi lakhatósági vizsgálatok bizony elég sok mindent elhayagolnak, de ezzel egyelőre nincs mit kezdeni.

PFreddy 2018.11.27. 11:24:20

@steery: Az elképzelés egyébként teljesen helytálló.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.11.28. 14:57:42

@steery: Annyira nem fontos, hiszen mai napság sok az átverés, nem egyhamar megyünk a 2. szomszédos csillag bolygójához. :-) Viszont az üvegház hatás és CO2 témában "vizesként" nem maradok csöndben.

A Földön az üvegházhatás 2/3-át - 3/4-ét egyetlen légköri "gáz" okozza, és ez nem a CO2, hanem a vízgőz, a légköri pára. Már az árulkodó, hogy a vízgőz üh. hatását milyen pontosan tudjuk (66.7-75%). Nyilván a többiét (amelyek hatása ennél csak kisebb - jóval kisebb lehet) még kevésbé pontosan ismerjük. Tudom, tapasztalom hogy a "vízcsapból is a CO2 mint üh.gáz folyik". Csak hát pl. 1956-ot 1989-ig ellenforradalomnak mondta a fősodrat idehaza és a szoc táborban, szóval mi itt a keleti végeken megtanultuk a kritikus szöveg olvasást és a sorok között olvasást. :-) Aki nem hiszi akár csak wikin kérdezze meg az üvegház hatást. Az első gáz a légköri vízgőz.

On