Híres exobolygót vizsgált a James Webb-űrteleszkóp

Talán a legismertebb exobolygó-rendszer a tőlünk mintegy 40 fényévre lévő TRAPPIST-1 rendszere. A felfedezés legizgalmasabb része az volt, hogy e bolygók kőzetbolygók, és közülük három a csillaguk lakhatósági zónájában kering, méretük pedig a mi Naprendszerünk kőzetbolygóiéhoz hasonló.

Nemrégiben a James Webb-űrteleszkóp segítségével vizsgálták meg a rendszer csillagához legközelebbi helyen lévő bolygóját, a TRAPPIST-1b nevűt, és arra jutottak az infravörös mérésekből, hogy e bolygónak nem nagyon lehet légköre. A bolygó nappali oldalának felszínén kb. 500 Kelvin-fokos (227 Celsius-fokos) hőség uralkodik, ami ugyan remek lehet, ha valaki pizzát akar sütni, ám az élet szempontjából kevésbé jó hír. Ahogy az se jó hír, hogy a bolygó nem rendelkezik légkörrel, amint erről a Nature-ben megjelent tanulmány is beszámol.

Ez volt az első vizsgálat, amit a Webb ezen az exobolygó-rendszeren elvégzett, és első egy sorozatban, amelyből kiderülhet, vajon a kicsiny, de heves vörös törpecsillagok körüli bolygókon alkalmasak lehetnek-e a körülmények az élethez. Az efféle vörös törpecsillagok a leggyakoribbak a Tejútrendszerben.

A James Webb-űrteleszkóp MIRI nevű műszerével mérték meg a bolygó felszíni hőmérsékletét, pontosabban azt, hogy mennyi hőt sugároz az ki, infravörös fény formájában. Egyúttal ez lett az első olyan, kis méretű kőzetexobolygó is, amelynek fényét (még ha az infravörös is, attól még fény) közvetlenül észleltük.

A TRAPPIST-1b százszor közelebb kering a csillagához, mint a Föld a Naphoz, ám csak négyszer annyi energia éri a felszínét, köszönhetően annak, hogy a csillaga egy ultra hűvös törpecsillag, úgynevezett M-törpe. A rendszer összes bolygója elférne a Merkúr pályáján belül, és ahhoz hasonló mennyiségű energiában részesülnek csillaguktól. Az 1b bolygó ugyan nem tartozik a lakhatósági zónában keringők közé, azonban a tulajdonságai alapján azokra, és más M-törpék bolygórendszereire is lehet következtetni.

„Tízszer több M-törpe van a Tejútrendszerben, mint a Naphoz hasonló típusú csillag, és ezeknek kétszer akkora esélyük van arra, hogy kőzetbolygónak adjanak otthont, mint a Nap-típusú csillagok. Azonban e törpék igen heves természetűek, fiatal csillagként rendkívül fényesek és aktívak, s olyan csillagkitöréseket bocsátanak ki röntgen tartományban, amelyek képesek lesöpörni egy bolygó légkörét” – magyarázta Thomas Greene, a kutatás vezetője.

A bolygót korábban a Hubble- és a Spitzer-űrteleszkópokkal vizsgálták, és bár ezekkel sem látszott légköre, kizárni sem lehetett teljesen annak létezését. Most viszont más módszert is bevetettek. A bolygó kötött keringésű, vagyis ugyanazt az oldalát fordítja a csillaga felé folyamatosan. Ha volna légköre, akkor annak szelei révén a nappali oldal hőmérséklete alacsonyabb volna, mint a légkörmentes állapotban. A kutatók most úgy irányították a méréseket, hogy akkor vizsgálja a Webb a bolygót, amikor az épp becsusszan a csillaga mögé. Amíg a bolygó a csillag mellett van, annak a nappali oldaláról érkező infravörös sugárzása is elér hozzánk a csillagéval együtt, majd, amint a csillaga mögé kerül, a bolygó sugárzása eltűnik a mérésből. A kettő különbsége megadja, mekkora is a bolygó felszíni hőmérséklete.

A kutatók kissé tartottak attól, hogy pontatlanok a számításaik és elszalasztják azt, amikor a bolygó a csillaga mögé lép, ám a megfigyelésekből kiderült, pár perc pontossággal sikerült megállapítani a takarás idejét – ez egy 40 fényévre lévő bolygórendszer esetében meglehetősen jó eredmény!

A mérések alapján a bolygóról érkező infravörös jelek pontosan olyanok, amelyek egy légkörmentes égitestről érkeznének, vagyis az 1b csupasz szikla, gázburok nélkül.