A Kepler űrtávcső fő célja, hogy megbecsülje, milyen gyakoriak a Földhöz hasonló égitestek a Tejútrendszerben: olyan nagyobbacska kőzetbolygók,  melyek Naphoz hasonló csillagok körül, a lakhatósági zónában keringenek, és potenciálisan alkalmasak lehetnek az élet hordozására. Ehhez azonban meg is kell találni őket. Úgy tűnik, végre összegyűlt elég mérési adat, és bejelenthették az első találatokat. A mostani sajtótájékoztatón tulajdonképp hét bolygót jelentettek be két csillag körül, bár aki nem figyelt, az könnyen elszalaszthatta ezt az információt, mivel kicsit megkeverték a dolgokat. Tehát: a hét bolygó közül öt a Kepler-62 csillag körül kering, kettő pedig a Kepler-69 körül, de közülök három, sőt inkább csak kettő volt a figyelem középpontjában. Nézzük először az egyszerűbb esetet, a 69-es rendszert.

kepler_hbz_planets.png

A Kepler eddigi bolygói, melyek a lakhatósági zónába esnek.

Kepler-69 - egy szupervénusz a lakhatósági zóna határán

Erről a rendszerről és bolygójáról már hallottunk januárban, még bolygójelöltként, KOI-172.02 néven. Azóta sikerült izgazolni, hogy valódi bolygókkal van dolgunk a csillag körül: a 69b a csillaghoz igen közel keringő, nagyon forró égitest, a 69c viszont távolabb, a lakhatósági zóna belső határán kering. Hogy hol is van a lakhatósági zóna határa, azt a sajtótájékoztatón is feszegették: más eredményre jutunk, ha pusztán a Naprendszer bolygóit szemügyre véve tűzzük ki, és másra, ha bolygó- és légkörmodellek alapján határozzuk meg. A csillaghoz való közelség mellett például a bolygó tömegétől is erősen függ, hogy mennyi vizet, vízgőzt és szén-dioxidot milyen formában tud megtartani, és milyen erős üvegházhatás lép fel rajta. Ennek ellenére a Kepler-69c-t inkább egy forróbb, túlméretezett Vénuszhoz lehet hasonlítani, mint a Földhöz - ha pedig a körülmények mégsem olyan brutálisak a felszínén, mint a Vénuszon, az csak jó hír lehet az élet lehetőségének szempontjából.

Kepler69Diagram.jpg

Valójában egyik rendszer sem testvére, nem hogy ikertestvére még a Naprendszernek. A Kepler-69 esetén a csillag stimmel: a mérete és fényessége alig marad a Napétól, ám a bolygórendszer más. A 69c jelentősen nagyobb a Földnél, átmérője 1,7-szerese a mi bolygónknak, így a felszíni gravtiációja is jóval erősebb lehet.

Kepler-62: kis csillag, kis bolygók a lakhatósági zónában

Ebben az esetben a bolygók valamivel közelebb állnak a sajátjainkhoz. Van három kőzetbolygó a csillaghoz közel, melyek közül a középső a legkisebb, mindössze Mars-méretű égitest. Ez a három mind túl forró, a két távolabb keringő bolygó viszont beleesik a csillag lakhatósági zónájába. A belsőbb 62e bolygó átmérője 1,6-szorosa a Földének, a legkülső 62f-é pedig 1,4-szerese. Előbbi kicsit több sugárzást kap a csillagától, 120%-ot, mint amit a Föld a Naptól, míg utóbbi kevesebbet, úgy 40%-ot. Vagyis az egyik egy enyhén túlfűtött Föld, a másik pedig a Marshoz hasonló klímával rendelkezhet - annyi eltéréssel, hogy utóbbi a nagyobb tömeg miatt feltehetően jobban ragaszkodik a légköréhez, és kellő üvegházhatás lehet rajta, hogy folyékony vizet is hosszú időn át megtarthasson a felszínén. A rendszer ott tér el jelentősen a mienktől, hogy a Kepler-62 csillag fényessége csak ötöde a Napénak, így a teljes zóna közelebb húzódik a csillaghoz, és a bolygók is beljebb keringenek.

Kepler62Diagram-sm-full.jpg

Összetételek és kérdőjelek

Bár már utaltam rá, hogy ezeket a bolygókat leginkább kőzetbolygóknak gondoljuk, valójában erre nincsenek még egyértelmű adataink. A méretet tekintve viszont a Kepler-62 mindkét bolygója legalábbis konzisztens az eddig talált, Naprendszeren kívüli kőzetbolygók adataival, mint a Corot-7b-vel vagy a Kepler-10b-vel. Ezek alapján a bolygók bejelentésekor úgy fogalmaztak, hogy vélhetően mindkettő kőzetbolygó, ám akár egyikük vagy akár másikuk lehet vízbolygó is, vagyis egy igen vastag, a nyomás miatt részben szilárd állapotú vízköpennyel rendelkező égitest, mellyel a Naprendszerben nem talákozunk. (A Föld, az óceánjai ellenére nem tekinthető vízbolygónak, valójában mint bolygó, igen száraz égitest, a víz csak elképesztően kis részét adja a tömegének.)

Kepler62sizes.png

A 62e-ez és f-hez roppantul hasonlító, ismert tömegű kőzetbolygók.

Sajnos jó darabig nem is fogunk többet megtudni ezekről az égitestekről. A Kepler hátránya, hogy egyetlen foltot figyel meg az égbolton, és az ott lévő csillagokból kell válogatnia, a halványak közül is. Ez magának az űrtávcsőnek a fedések megfigyelése nem okoz különösebb problémát, ám ha a bolygó paramétereit szeretnénk pontsabban meghatározni, ott már igen. Ebben az esetben is így történt: mindkét csillag túl halványnak bizonyult a földi óriástávcsöveknek is a pontos radiálissebesség-mérésekhez (ami a tömegeket adhatta volna) és a Kepler számára is a naptípusú oszcillációk kimutatásához (ami igen pontos csillag-paramétereket adott volna). Hasonlóképp, tranzit-időpont változásokat, vagyis a fedések időpontjainak a kölcsönös gravitációs perturbációk miatti elcsúszásait sem sikerült még kimutatni, pedig tömegbecslésre az is jó lenne. Bár a legkülső bolygónak olyan hosszú a keringési ideje, 267 nap, hogy összesen 3 fedést detektált eddig az űrtávcső, abból meg azért elég gyér statisztika készül.

De talán azért nem reménytelen a helyzet. Először is, egészen sok Kepler jelölt esik már a lakhatósági zónába, és többet vizsgálnak is már közelebbről, amit az alábbi ábra tett, némileg fű alatt, egyértelművé - legalábbis úgy értelmezem a nagy zöld pacákat, mint olyan bolygójelölteket, melyekre már legalább hibahatárokat kiszámoltak. Ha tehát a fenti bolygókat nem is, a továbbiak között lapulhatnak olyanok, melyeket behatóbban is tanulmányozhatunk a mai, vagy közeljővő-beli eszközeinkkel.

HBZ_planets2.png
Kepler bolygójelöltek, a földihez viszonyított beérkező sugárzás és a csillag felszíni hőmérséklete függvényében. A zöld sávok a lakhatósági zóna két definíciója, a kisbolygócskákkal jeölt bolygó, fentről: Vénusz-Föld-Mars, Kepler-69c és -22b, Kepler-62e és -f.

New kid on the block - TESS

A másik nagyszerű fejlemény, hogy a NASA különösebb csinnadratta nélkül, de megvalósításra kijelölte a TESS (Transiting Exoplanet Survey Telescope) űrtávcsövet, egy ISS-re kerülő röntgentávcsővel egyetemben. A TESS 2017-re készülhet el, és a Naphoz relatíve közeli, fényesebb csillagok körül fog bolygókat keresni, gyakorlatilag az egész égboltot lefedve, abból is a legalaposabban a JWST által folyamatosan elérhető két részt. A JWST pedig remélhetőleg mindenféle csuda dolgokat tud majd megmutatni ezekről a bolygókról: például a csillag fényözönéből kihámozva a bolygó spektrumát, végre egyértelmű információink lehetnek majd például a légkörük összetételéről.

Ja, mindezt úgy, hogy csak idén lesz nagykorú az 51 Peg b, az elsőként felfedezett (normál) exobolygó.

A bejegyzés trackback címe:

https://cydonia.blog.hu/api/trackback/id/tr795234141

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.

KGyST · http://repules.tumblr.com 2013.04.19. 19:04:18

Két apróság:
egyrészt a folyékony víz erősen nyomásfüggő, azaz a légkör viszonylag extrém paraméterezésével is előállítható (a paksi primer körben a 300 fokos víz is folyékony, igaz, 123 atmoszférán), azaz elég sokféle lakhatósági zóna létezhet (másfelől mágneses tér híján elvesző atmoszféra esetén nincs is folyékony víz).

másrészt a TESS sztorija elég meglepő, mert ezt már egyszer kiszelektálták, örülök, hogy feltámadt (annál is inkább, mert az általad is linkelt angol Wikipedia-cikket még én kezdtem el anno ;-)

ingenium rusticus 2 / reloaded 2013.04.20. 08:31:46

Nagyon jó post! Ez nem tetszett:

"A Föld, mint bolygó, valójában igen száraz, a víz csak elképesztően kis részét adja a tömegének."

Szerintem ez egy faszság. Ezzel az erővel valójában az ember eléggé bőrtelen, hiszen a tömegének elenyésző százalékát teszi ki.

ámbátor 2013.04.22. 10:29:03

@ingenium rusticus 2 / reloaded: Valóban kérdéses ez a szárazság, de nem azért, amit mondasz, hanem azért, mert értelme akkor lenne, ha valamihez képet állítaná a cikk, hogy száraz.
A Marshoz képest például nedves, az Európéhoz képest meg száraz.
Szóval ha lenne referencia, akkor lenne értelmezhető, hogy "A Föld, mint bolygó, valójában igen száraz".
Ráadásul a mondat ebben a formájában azt sugallja, hogy van referencia, mégpedig a bolygók összessége, ami nyilván nem egyezik a szerző szándékával.

lacalaca · http://cydonia.blog.hu 2013.04.22. 10:52:03

@ingenium rusticus 2 / reloaded: @ámbátor: tekintve, hogy az előző mondatban a vízbolygót, mint vastag vízköpennyel bíró égitestet definiálom, szerintem megvan a referencia, de akkor pontosítok.

He 280 (törölt) 2013.04.30. 19:15:36

10 éve jönnek nap mint nap a szenzációk egy alternatív Földről, de igazából még nagyon messze vagyunk bármely ilyen adatot valódi szenzációként kezelni.

Legalább egy spektroszkópiával megtoldhatnák a felfedezők a bizonyítékokat mielőtt telekürtölnék a világot. Sajna ennek alkalmazása nem ma lesz, addig nyugalomra inteném őket.

Egy Föld méretű bolygó változatosságát mi sem mutatja jobban mint a Vénusz-Föld páros.

He 280 (törölt) 2013.04.30. 19:23:17

@lacalaca: Szerintem külön kellene választani az Europa-féle égitesteket a Föld-féle égitestektől. A hidegebb bolygókon a víz kőzetalkotó, az életben nem lesz alkalmas élet fenntartására. Még a bolygónkon is a tövig befagyott selfjeget se nevezhetnénk tengernek hanem szárazföldnek.

Én is inkább azon a nézeten vagyok hogy a Föld a jégholdakhoz képest elég nedves égitest.

lacalaca · http://cydonia.blog.hu 2013.04.30. 19:58:34

@He 280: nem is a jégholdakhoz hasonlítottam. Illetve, ha egy jégholdat behoznál a lakhatósági zónába, vagy befűtenél rajta árapályfűtéssel, mint az Europán, azokon is folyékony vízóceán lehetne, és nem 3-4, hanem több száz km vastagságban. Az Europán pl a néhány 10 km-es jég alatt szintén száz km-nyi folyékony óceán lehet, vagyis sokkal vizesebb lehet, mint a Föld.

Ergo a vízbolygók olyan égitestek lennének, amik szerkezetükben is jelentős arányban tartalmaznak vizet, és ez nem teljesen fagyott állapotban van jelen.

He 280 (törölt) 2013.04.30. 21:10:04

Ebben igazad van, potenciálisan a jégholdak lehetnek nedves égitestek. Olyan távolságban a víz helyettesíti a szilikátokat mind a kéregben mind magmaként. (az illékonyabb szénhidrogének meg vízként viselkednek a felszínen) Normális esetben nem alakulnának ki, mert a víz egyszerűen elpárologna, főképp az Europa méretű égitesteknél.

A nedves bolygók létrejöttéhez szerintem a minél nagyobb gravitáció kedvez elsősorban, de ez se garancia.