Manapság, ha nem is rutinszerűen, de szinte futószalagon fedeznek fel más csillagok körül keringő bolygókat. A cikk írásakor több mint 4400 hivatalosan elismert exobolygóról van tudomásunk, és további sok száz jelölt vár megerősítésre. Ez a magas szám főként a már nyugdíjba vonult Kepler-űrtávcsőnek köszönhető, de azóta is pörög az exobolygó-ipar, mind a növekvő számok, mind pedig a fejlődő megfigyelési technikák tekintetében. Az ezek révén nyert eredmények pedig sok esetben nem is jelen tudományának szólnak, hanem a távcsövek következő generációjának kínálnak célokat - mint például egy lehetséges bolygóról készült felvétel, amely csillagászati értelemben karnyújtásnyira van tőlünk.
Egy elképzelt bolygó illusztrációja az Alfa Centauri rendszerben (Forrás: )
Jelen írás először a Csillagászat.hu hírportálon volt olvasható.
A korábbi felfedezések zömmel két módszerrel történtek. A fedési (idegen szóval tranzitos) rendszerek esetében a bolygó a csillagkorong előtt elhaladva kitakarja annak egy részét, így ha csak kis mértékben is, de lecsökken a csillag megfigyelhető fényessége. Ezt az elvet használta ki a Kepler-űrtávcső is, amely folyamatosan az égbolt ugyanazon területét figyelte, egyszerre közel 200.000 csillag fényességét mérve. Ugyanakkor minden fényességmérésre alapuló exobolygó-felfedezést egy spektroszkópiai megerősítésnek kell követnie, hogy kiszűrjék a fals-pozitív (pl. csillagfoltok okozta) detektálásokat. Ez utóbbi metódus során a csillag tőlünk mért távolodási (ún. radiális) sebességének ingadozását igyekeznek kimutatni, amelyet egy esetlegesen jelenlévő bolygó gravitációs vonzása okozhat. A spektroszkópiai módszerek egyúttal önállóan is szolgáltattak felfedezéseket, így találták meg többek között az első, Nap-típusú csillag körül keringő bolygót, az 51 Peg b-t (ez pedig 2019-ben Nobel-díjat is ért); bár a radiális sebességváltozás kimutatása azonban igencsak mérésigényes módszer.
A két fő módszeren kívül még számos alternatív metódussal sikerült kimutatni bolygók jelenlétét, többek között direkt képalkotással. A kihívást az jelenti, hogy a csillagokéhoz képest a bolygóik fényessége gyakorlatilag elhanyagolható; ráadásul mivel tőlünk szemlélve a közvetlen közelükben tartózkodnak, így teljesen elvesznek a csillaguk ragyogásában. A speciális szűrők és képfeldolgozási technikák révén csak a közelmúltban jutott el odáig a csillagászat, hogy a bolygók fényét közvetlenül is megörökíthessük. Mindeddig összesen 27 planéta-jelölt került ily módon lencsevégre, kivétel nélkül a Jupiternél is nagyobb óriásbolygók - sőt, még ezeknek is közel fele valószínűsíthetően barna törpecsillag. A közelmúltban ezen maréknyi felfedezéshez tett hozzá egy újabbat az Európai Déli Obszervatórium (ESO) és a Breakthrough Initiatve által támogatott kutatócsoport az általuk fejlesztett Near Earths in the Alpha Cen Region (NEAR) műszer révén. A projekt, mint ahogy az eszköz a neve is mutatja, nem véletlenszerűen keresgélt, hanem a Naphoz legközelebb csillagrendszerben kutatott bolygók után.
A HR 8799 csillag (középen, kitakarva) négy exobolygójának valódi képeiből összefűzött videó. A bolygók mindegyike nagyobb a Naprendszer óriásbolygóinál, becsült tömegük 5-7 Jupiter-tömeg. Az alul lévő távolságskála (20 au) a Nap-Föld távolság hússzorosának felel meg. (Forrás: Jason Wang és Christian Marois)
Az Alfa Centauri egy három csillagból álló rendszer, tömegközéppontja mindössze 4,37 fényévre található tőlünk. Két fényesebb tagja, az Alfa Cen A és B egyaránt Nap-típusú csillagok; előbbi némiképp nagyobb, míg utóbbi kissé alacsonyabb tömegű a csillagunknál. Kettősük szabad szemmel egyetlen fényes csillagként tündököl a déli égbolton, hazánkból sajnos nem figyelhető meg. A rendszer harmadik komponense a Proxima Centauri, az AB párostól távolabb keringő halvány vörös törpecsillag, amely mostanság pályájának a Naprendszerhez közelebbi részén tartózkodik - ezáltal a Proxima a Naphoz legközelebbi csillag, 4,24 fényéves távolságával.
Az Alfa Centauri AB kettősének relatív keringése a Naprendszer bolygóinak pályáihoz képest. Az ábra a Alfa Centauri rendszer csillagainak méretét is szemlélteti a Naphoz képest. (Forrás: UPR Arecibo)
Az utóbbi években már fedeztek fel bolygókat a csillagrendszerben. A Proxima körül rögtön kettőt is, ráadásul a szuper-Föld kategóriába eső planéták egyike a csillag lakhatósági zónájában kering. Ez a fogalom azonban csak annyit takar, hogy a csillagtól mért távolsága alapján a bolygón lehetségesek olyan hőmérsékleti viszonyok, amelyek lehetővé teszik a folyékony víz jelenlétét. Egy vörös törpe körül azonban ettől még nem fenékig tejfel az élet: a csillagtípusra jellemző flerek nagy energiájú sugárzással bombázzák a környezetüket, valószínűleg ellehetetlenítve az általunk ismert életformákat. Egy Nap-típusú csillag közelsége sokkal nyugodtabb környezetet biztosít, akár az élet fejlődése, akár egy (távoli) jövőbeli kolónia számára - mindeddig azonban nem sikerült hitelt érdemlő felfedezést tenni az Alfa Centauri rendszerében. Ez azonban nem feltétlenül jelent bolygó nélküli csillagokat.
A Chilében található Very Large Telescope (VLT) távcsőegyüttes egy kupolája, háttérben a déli égbolt csillagképeivel. (Forrán ESO)
Ez jelentette a motivációt ahhoz, hogy az ESO és a Breakthrough Initiative támogatásával a kutatók kifejlesszenek egy speciális, a Chilében található Very Large Telescope-hoz tervezett koronográfot, a NEAR-t. Ennek segítségével még a megfigyelések során viszonylag jó hatásfokkal ki lehet szűrni a csillagok erős fényét. A technikát az infravörös tartományon végzett mérésekkel kombinálva (ahol a bolygók termikus sugárzása erősebb, míg a csillagok fénye halványabb) adódik a legjobb esély arra, hogy egy exobolygót megpillanthassunk a felvételeken. Ám még így is közel 100 órányi megfigyelésre volt szükség a világ legnagyobb teleszkópjai közé tartozó VLT-vel, hogy eredményre jussanak, és a két csillagról készült felvételeken felbukkanjon egy harmadik apró fénypont, a Candidate1 (Jelölt1).
A VLT által az Alfa Centauri AB rendszeréről készített felvétel, amelyen a NEAR koronográf már kiszűrte a két csillag fényének jelentős részét. A "maradék" (fekete-fehér foltok a két csillag pozícióján és a rendszer centrumában) digitális levonása után egyetlen folt, a C1 bolygójelölt volt felfedezhető. (Forrás: Wagner et al. 2021)
A munka ezzel még nem ért véget, a közvetlen képalkotás jellegéből fakadóan ugyanis a kutatók egyelőre még nem tudták teljes bizonyossággal kizárni, hogy a C1 nem éppen a koronográf használatából vagy a képfeldolgozási módszerükből származó, előzetesen nem azonosított mesterséges jel. A további megfigyelések során a bolygójelölt újbóli detektálása, valamint az esetleges elmozdulásának kimutatása komoly fegyvertény lenne, ám a bolygó hivatalos elismeréséhez mindenképp szükség lesz spektroszkópiai megerősítésre is. Ez utóbbi nem lesz egyszerű feladat, az Alfa Centauri A csillag radiális sebességének változását ugyanis már korábban is sokan vizsgálták. Ezek a kutatások mind ez idáig csak egy felső határt tudtak megállapítani egy esetleges bolygó tömegére, amely szerint nem kering 8 földtömegnél nagyobb bolygó a csillag körül - vagyis, amennyiben a mostani felfedezés megállja a helyét, jó eséllyel egy kőzetbolygót találhattak a csillag lakhatósági zónájában. Mindez pedig "csak" 4,3 fényév messzeségben vár ránk!
A jelenlegi technológiánkkal természetesen még mindig elérhetetlen távolságra van tőlünk az Alfa Cen Ab (már ha létezik persze), ám a sci-fi rajongók mellett a közeljövő exobolygókutatásának is sokat jelentene egy planéta a szomszédos csillagrendszerben. Ahogy a felfedezést részletező szakcikk szerzők is kiemelték, a mostani eredmény félig egy technikai demonstrációnak számít, amely egyben új célokat is adhat az óriástávcsövek legújabb generációjának. A már épülő Thirty Meter Telescope (mint a neve is mutatja, 30 méteres tükörátmérővel fog bírni) és az Extremely Large Telescope (39,3 méter!) mérései már nem csak ki fogják tudni mutatni a legközelebbi csillagrendszerek bolygóit, de a tömegük, méretük és a csillaguktól mért távolságukon túlmutató információkat is nyerhetünk majd róluk, akár valódi képeket is készíthetünk a légkörükrőll - innentől kezdve pedig a "lakható" exobolygó sokkal mélyebb értelmet fog nyerni.
A ESO Extremely Large Telescope-jának illusztrációja. A 39 méteres tükröt rejtő kupola alatt eltörpülnek az autók. (Forrás: ESO)
Aztán pedig lehet kezdeni csomagolni. A méltán népszerű Civilization stratégiai játékokban a 2050-es évekre már illett kifejleszteni az Alfa Centaurira tartó űrhajót...
Sőt, az egyik legnépszerűbb "Civilization" játék épp az Alfa Centauri rendszerben játszódott.
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 fictionről egyaránt.
