Földhöz hasonló méretű, lakhatósági zónában keringő exobolygót talált a TESS

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Először fedezett fel a Földdel nagyjából egyforma méretű, a csillaga lakhatósági zónáján belül keringő exobolygót a NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) műholdja. A bolygó a TOI 700 d jelet kapta, és mivel tőlünk mindössze 101.5 fényévre található, kiváló célpontja további kutatásoknak is. A TOI 700 jelű csillag egy kisméretű, hűvös, vörös törpecsillag a déli égbolt Aranyhal (latinul Dorado) csillagképben. Tömege és átmérője a Napunkénak körülbelül 40 %-a, míg felszíni hőmérséklete csupán fele olyan magas, körülötte pedig 3 bolygóról tudunk eddig. 

A TESS, 2018. áprilisi indulása óta, úgynevezett tranzit-módszerrel vadászik exobolygókra. A módszer azért a tranzit nevet viseli, mert a megfigyelés során azokat az időszakokat keresik, mikor a bolygó tőlünk, illetve a mérőeszköz szemszögéből nézve áthalad a csillag korongja előtt. Hasonló jelenségeket a Földről is megfigyelhetünk, például legutóbb 2019. november 11-én a Merkúr átvonulását (ide kattintható link: https://www.svabhegyicsillagvizsgalo.hu/blog-post/merkur-atvonulas/)  figyelhettük meg. Mikor a bolygó áthalad a korong előtt, kitakarja a csillag fényének egy bizonyos százalékát, a csillag fényesség-görbéjében pedig jellegzetes csökkenést okoz. Ezzel a módszerrel dolgozott a NASA Kepler űrteleszkópja is, amelynek az eddig ismert körülbelül 4000 exobolygó felfedezés durván 70 %-át köszönhetjük.

 

A csillaghoz legközelebb keringő bolygó a TOI 700 b, szinte teljesen ugyanakkora, mint a Föld, valószínűleg kőzetbolygó és 10 földi nap alatt tesz meg 1 teljes keringést. A középső bolygó a TOI 700 c, a Földnél 2.6-szer nagyobb (valahol a Föld és a Neptunusz mérete közt), 16 napra van szüksége 1 teljes keringéshez, és feltételezhetően gázbolygó. A legkülső bolygó, a TOI 700 d, az egyetlen, amely az ún. lakhatósági zónán belül kering. A lakhatósági zónának több különböző definíciója létezik, de az egyik legelterjedtebb úgy fogalmazza meg, hogy ezen a területen belül elméletileg adottak a feltételek a folyékony víz fennmaradásához. A TOI 700 d 20 %-kal nagyobb a Földnél és 37 földi nap alatt kerüli meg a csillagát. Jelenlegi ismereteink szerint mind a három bolygó kötött tengelyforgású, azaz, a felületüknek mindig ugyanaz a része fordul a csillaguk felé. Ugyanezt figyelhetjük meg a Hold esetében is, melynek a Földről nézve mindig ugyanazt a “felét” látjuk. Ennek oka, hogy a tengely körüli körbeforduláshoz szükséges időtartama pontosan megegyezik a keringési idejével. 

A TOI 700 vörös törpecsillag és körülötte keringő 3 bolygója, melyek közül csupán a TOI 700 d jelű, legkülső bolygó kering a lakhatósági zónán belül (az ábrán zölddel színezve) (NASA)

Egyelőre nem tudjuk, pontosan milyen körülmények uralkodhatnak a TOI 700 d bolygón, ezért a jelenleg rendelkezésre álló információk alapján kutatók különböző modellekkel 20 lehetséges környezetet állítottak elő virtuálisan. Az eredmények alapján következtethetünk arra, vajon előfordul-e olyan eset, mikor a hőmérséklet és a légnyomás is ideális az általunk ismert élethez. Figyelembe kell venni a kötött tengelyforgást is, emiatt a TOI 700 d felhőzetei és szelei merőben eltérhetnek attól, amit a Földön megszoktunk. A szimulációk egyike szerint a TOI 700 d bolygót óceán borítja, vastag, szén-dioxid dominált légkörrel – ahhoz hasonlóan, amilyen úgy véljük a korai Mars lehetett évmilliárdokkal ezelőtt. Egy másik modell szerint felhőtlen, csak szárazföldből álló, modern Föld, ahol a felhők a bolygó éjszakai oldalára úsznak át. Egy szép napon lesz majd igazi spektrum-mérésünk a TOI 700 d-ről, ami alapján meg tudjuk majd mondani, milyen elemek alkotják a feltételezett légkörét – ebből majd vissza lehet azt is azonosítani, melyik modell írhatja le legpontosabban, hogyan is fest feltételezett távoli “testvérünk”. 

 

Szerző: Pál Bernadett
Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet Tudományos Segédmunkatárs

 

Források:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-planet-hunter-finds-its-1st-earth-size-habitable-zone-world
https://www.space.com/nasa-tess-first-earth-size-habitable-exoplanet-toi-700d.html

Borítókép:
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA23408
Művészi elképzelés a TOI 700 d-ről