Képzeljük el, hogy egy kis sziklán állunk, amit minden oldalról forró láva vesz körül! Felettünk egy hatalmas, szinte a teljes égboltot beborító csillag dereng. Vegyünk egy mély levegőt! Milyen szag ez? Mi van a levegőben? Senki sem járt még ilyen helyen, de a csillagászok földi műszerekkel egyre nagyobb haladást érnek el e kérdések megválaszolásában.

Világok a képzeleten túl

A csodák korában élünk: egyre több bolygót fedezünk fel saját Naprendszerünkön túl, és még csak kapizsgáljuk, milyenek lehetnek ezek az idegen világok. Az exobolygókkal foglalkozó csillagászok az elmúlt években igazolták, hogy a sci-fi-szerzők tulajdonképpen még alá is becsülték az univerzumot: az elsőként felfedezett 5000 exobolygó között több olyan is van, amely nem egy, nem kettő, hanem három csillag körül kering; vannak olyanok, amik bolyhosak, mint a vattacukor; sőt olyanok is, amelyeknek kőből vannak a felhőik. Mind alkalmas arra, hogy értékeljük saját bolygónkat, és tanulmányozzuk galaxisunkban a bolygók kialakulásának feltételeit.

2004-ben felfedeztek egy extrém és azóta híressé vált exobolygót, amely az 55 Cancri e jelet kapta. Bizonyos tekintetben saját planétánkra emlékeztet. Kicsit nagyobb, mint a Föld (a sugara körülbelül kétszer akkora), valószínűleg éppúgy kőzetből áll, és a sűrűsége valamivel magasabb a Földénél. A hasonlóságok véget is érnek, amikor megtudjuk, hol helyezkedik el az exobolygó: szinte súrolja csillagának felszínét, és csupán 17 óra alatt kerüli meg azt. Olyan közel van hozzá, hogy a felszínéről feltekintve szinte az egész égbolton csak a csillagot látnánk. És valójában lávában állnánk, hiszen a felszíni hőmérséklet olyan magas, hogy megolvasztja a legkülső kérget.

Művészi elképzelés az 55 Cancri e felszínéről. (ESA/Hubble, M. Kornmesser; CC BY 4.0])

A csillagászokat érthető módon lenyűgözte ez az olvadt világ, és az elmúlt majdnem 20 évben több kutatócsoport is igyekezett felmérni a jellemzőit. Sajnos nem könnyű vizsgálni valamit, ami olyan kicsi, mint ez a bolygó, és 41 fényévre van tőlünk. A jelenlegi becslések szerint az exobolygó felszíni nyomása lehet a Földéhez hasonló, kb. 1,4 bar, de akár olyan nagy is, mintha mélytengerbe merülnénk. Ennek ellenére történtek azért előrelépések, legutóbb pedig első alkalommal sikerült megvizsgálni egy nagy érzékenységű műszerrel az 55 Cancri e emissziós spektrumát.

Új megfigyelések

A Washingtoni Egyetem kutatói, Kaitlin Rasmussen és Miles Currie kutatócsoportja egy kivételesen érzékeny spektrográffal, a MAROON-X műszerrel végeztek megfigyeléseket, hogy megtudják, milyen elemek vannak jelen az 55 Cancri e légkörében. Mielőtt azonban az adatok elemzésébe fogtak volna, először is megállapították, hogy milyen elemek lehetnének egyáltalán detektálhatók, amennyiben jelen lennének. Nem is hiába: bár elméletben a magnézium, a szilícium-oxid, a nátrium, a kálium, a víz és a szén-dioxid valamilyen kombinációban jelen lehet a légkörben, a kutatók arra jutottak, hogy a rendelkezésre álló adatok nem elég pontosak ahhoz, hogy ezek jelenlétét igazolják. Mindazonáltal a vas érzékelése lehetséges: ha a magmaóceán fölött egy kis vas is lebeg, azt a MAROON-X képes kiszimatolni.

Az 55 Cancri e egyik nagy felbontású spektruma, amit a MAROON-X műszerrel rögzítettek. A fekete vonalak jelölik a határt a különböző echelle-rendek között. (Rasmussen et al. 2023) Jobbra a valós adatok, középen az, ahogyan a vas jelenlétének meg kell jelennie, balra pedig az, ahogy a vártnál tízszer erősebb vasjel megjelenne. A valós adatokban csak egy nagyon gyenge jelet találunk, ami azt jelenti, hogy nagyon kevés vas van a légkörben. (Rasmussen et al. 2023)

Annak biztos tudatában, hogy az esetleg jelenlévő vasat képesek kimutatni, a kutatók a valós adatokhoz fordultak, és nagyon kevés vasat találtak a légkörben. Így biztosan állítható, hogy az 55 Cancri e nem rendelkezik vastag vaslégkörrel, a tágabb csillagász társadalom pedig megkapta az első nagy felbontású emissziós spektroszkópiai adatbázist arról, hogy mi történhet e tüzes világ légkörében. Nem ez lesz az utolsó felmérés: az 55 Cancri e jelű exobolygó is szerepel a James Webb-űrtávcső célpontjai között. Megint csak azt ismételhetjük, amit az exobolygó-kutatók olyan gyakran mondanak: ahhoz, hogy jobban megértsük ezt a furcsa világot, meg kell várnunk, míg a James Webb-űrtávcső sort kerít a vizsgálatára.

Az eredményeket közlő szakcikk a The Astronomical Journal című lapban jelent meg.

Forrás: AAS Nova