Az első Naprendszeren kívüli bolygó harminc évvel ezelőtti felfedezése óta több ezer exobolygót találtunk. Először csak ,,csordogáltak” az új exobolygó-jelöltek, ekkor még minden egyes új bolygó híre bejárta a nemzetközi sajtót. A távcsövek fejlődésével aztán egyre gyakoribbak lettek az új felfedezések, majd a NASA exobolygó-vadász Kepler űrteleszkópjának 2009-es indításával már százával érkeztek az új jelöltek. A NASA exobolygó archívuma (Exoplanet Archive) pedig mostanra hivatalosan is átlépte az ötezredik exobolygó mérföldkövét.

Jessie Christiansen, a NASA Exoplanet Archive tudományos vezetője még emlékszik rá, amikor a 2000-es évek elején doktoranduszként alig száz ismert exobolygó volt az archívumban. Christiansen munkájának része, hogy a megerősített bolygókat felrögzíti a hivatalos katalógusba. Ahhoz, hogy egy bolygó hivatalosan is megerősített státuszt kaphasson, több követő mérést végeznek rajtuk, amiket referált folyóiratokban publikálnak.

Az eddig megerősített exobolygók szonifikációja. Az exobolygókat hangjegyeknek feleltetve meg meg haladhatunk végig a felfedezésükön. Karikák mutatják az elhelyezkedésüket és pályájuk méretét, a szín pedig a felfedezési módszer típusára utal. Minél alacsonyabb a hang, annál hosszabb, minél magasabb, annál rövidebb idő alatt végeznek el egy keringést a csillaguk körül. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/SYSTEM Sounds (M. Russo és A. Santaguida)

Christiansen munkájának két fő része van, egyrészt vezeti az archívum tudományos csapatát (ami katalogizálja és karakterizálja az exobolygókat), emellett pedig saját maga is exobolygókat keres, illetve vizsgál. Ő maga is része volt annak a kutatócsoportnak, akiknek a felfedezésével átléptük a bűvös 5000-es számot. Az eredményeik, amikben a NASA K2 küldetés által felfedezett bolygókat validálják, a The Astronomical Journal tudományos folyóiratban fognak megjelenni. Az alábbiakban Jessie Christiansen interjúját olvashatják a Caltech munkatársaival.

Hogy nézett ki az exobolygók kutatása, mikor először foglalkozni kezdett a témával?

A 2000-es évek eleje tájékán még doktorandusz voltam, ekkor alig száz ismert exobolygó volt. A legtöbbet földi teleszkópokkal a radiális sebesség módszerével fedezték fel. Ennek során azt észleljük, ahogyan a csillag a körülötte keringő bolygó ,,rángatása” miatt finoman el-el mozdul. Az első fedési módszerrel felfedezett exobolygóra 2004-ig kellett várni; ilyenkor azt figyeljük, ahogyan a csillaga előtt elhaladó bolygó kitakarja a csillag fényének egy részét (később a Kepler űrtávcső is ezzel a módszerrel keresett bolygókat).

Részben ezért is szerettem volna a pályára lépni – ez egy új, izgalmas tudományterület volt. Akkoriban még a bolygókat extraszoláris bolygóknak neveztük, de idővel népszerűbbé vált a könnyebben kimondható exobolygó kifejezés. Időről időre megkérdezik tőlem, hogy léteznek-e endobolygók … a válasz, nem.

Milyen az exobolygó kutatás mostanában?

Manapság már szinte átlagosnak számítanak az exobolygók. Ahogyan egy kollégám, David Clardi (NASA Exoplanet Archive vezető kutató) a minap rámutatott, mondhatni a ma élő emberek fele már soha nem élt olyan világban, ahol nem ismertünk exobolygókat. Az elsőket harminc éve találtuk, a Föld lakosságának medián életkora pedig 29,6. Eszerint statisztikailag az összes élő ember fele ismeri az exobolygókat; ez persze nem jelenti azt, hogy mind pontosan tudják, mik azok, de mikor arról mesélünk másoknak, hogy más csillagok körül keringő bolygókat találtunk, általában azt a választ kapjuk: ,,Ó, de nem tudtuk mindig is, hogy más csillagok körül is keringenek bolygók?”. Nem mindenki emlékszik már, hogy milyen nehéz is volt megtalálni őket!

Az eddig megerősített exobolygók megoszlása típusok szerint. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

Milyen távcsövekkel fedezték fel ezt a sok exobolygót?

Földi és űrtávcsövekkel egyaránt dolgoztak, mint például a Kepler, vagy a NASA TESS küldetés. A Kepler kifejezetten nagyot mozdított előre a tudományterületen, nagyjából az eddig megerősített ötezer bolygó kétharmadát fedezte fel. Emlékszem, amikor a Kepler küldetéshez tartoztam és először láttuk a méréseit. Úgy nézett ki, mint a modelljeink, csak valódi adatokat láttunk. Igazán szép volt!

Hol van ez az 5000 bolygó a galaxisunkban?

Az egyik érdekes tulajdonsága ezeknek a bolygóknak, hogy szinte mind a Naprendszerünk körüli ,,kis” buborékban található, ahol könnyebb őket észrevenni. Eddig csak a közvetlen szomszédságunkat térképeztük fel, néhány kivétellel. Az ismert ötezer exobolygóból négyezer-kilencszáz tőlünk néhány ezer fényévre található. Ha ehhez hozzávesszük, hogy harmincezer fényévre vagyunk a saját galaxisunk középpontjától, és az eddigi ismereteink alapján extrapolálunk, hogy még hány ismeretlen exobolygó lehet a galaxisunkban, akkor olyan 100 – 200 milliárd jön ki. Ez elképesztően sok.

Mit lehet tudni a NASA Exobolygó Archívumáról?

Az archívumban követhetőek az ismert exobolygók. Vannak kutatók, akik folyamatosan követik a szakirodalmat és a leközölt új bolygókat, minden paraméterükkel együtt, felrögzítik az archívumba. Emellett új eszközök fejlesztésén is dolgozunk, amikkel könnyebben böngészhető és vizualizálható az archívum összes adata. Általánosságban az archívum fő feladata az, hogy mindenki számára elérhetővé tegye az exobolygók adatait.

Milyen típusú exobolygók vannak a legutóbbi kupacban?

Ebben hatvanöt új bolygók jelentettek be, hatvanat a mi csoportunk méréseiből és öt másikat. Többnyire szuperföld vagy szub-neptunusz típusúak, amik nagyobbak a Földnél, de kisebbek a Neptunusznál és valószínűleg kőzet és gáz keverékeiből állhatnak. Néhány Jupiterhez hasonló méretű és szuper-jupiter is van közöttük. Mindegyik gyorsan kerüli meg a központi csillagát, kevesebb, mint 41 nap alatt, tehát igen forróak is, mert közel keringenek. Van közöttük egy olyan bolygórendszer is, ami eléggé hasonlít a híres TRAPPIST-1 rendszerhez. Ebben öt kisebb bolygó kering a K2-384 jelű kicsi, hűvös vörös törpecsillag körül. Két Földhöz hasonló méretű exobolygót is bejelentettek, de ezeken nagyon magas, 600 K körüli hőmérsékletek uralkodnak, úgyhogy nem lakhatóak.

Találtak továbbá exobolygót erősen fémszegény csillag körül is, amiben szokatlanul kevés nehéz elem található. Ez számomra különösen érdekes, ugyanis az egyik aktuális kutatásom témája, hogy mennyire alacsony fémtartalmú csillagok körül találhatunk még bolygókat. A mostani elképzelések szerint a bolygók keletkezéséhez nehéz elemekre van szükség, hogy a porból össze tudjanak állni, majd gázt gyűjteni maguk köré; az, hogy pontosan mennyi nehéz elemre van szükség, még nem dőlt el.

Mi várható az exobolygók kutatásában a jövőben?

Az egyik érdekes kérdés a populációk tanulmányozása. Most már elég sok exobolygót ismerünk, úgyhogy igazán bele tudunk mélyedni az egyes típusok különféle keletkezéseibe. Például a K2 projektben a bolygóval rendelkező csillagok korát vizsgálják. Fiatal csillagoktól közepesen fiatal csillagokig is vizsgálódunk, ezzel arra keresve a választ, milyen sokáig tart a bolygókeletkezés folyamata egy csillag életében.

Minél több bolygónk van, annál több válaszunk is. Persze, már akkor is végeztek statisztikai vizsgálatokat, amikor még csak pár tucat exobolygót ismertünk. Akkoriban úgy álltak hozzá, hogy ,,Hé, van hat exobolygónk! Mit lehet velük kezdeni?”. Nos, most már van ötezer! A jövő küldetéseivel pedig, mint a NASA Nancy Grace Roman űrteleszkópja, vagy az ESA PLATO küldetése, ennél még sokkal többet fogunk felfedezni.

Forrás: Caltech, NASA JPL