Nemrégiben egy furcsa, a csillagászok közösségét elbizonytalanító exobolygót fedezett fel a NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) űrtávcsöve: annak ellenére, hogy a bolygót folyamatos sugárzással bombázza a rendszer központjában lévő vörös óriás csillag, meglepő módon valahogy mégis megmaradt körülötte a légkör. Emellett az égitest kisebb, idősebb és forróbb, mint amit a kutatók egy ilyen bolygó esetén korábban lehetségesnek véltek.

Valójában ennek az exobolygónak egy csupasz kőgolyónak kéne lennie, hiszen rendkívüli közelségben kering központi csillagához, a Földtől 1800 fényévnyire lévő TIC 365102760-hez. Ezzel ellentétben a halottnak hitt bolygó felemelkedett csillaga ádáz lángjai közül, és vastag légkörrel vonta körbe magát: ezért kapta a Főnix becenevet.

A Főnix, és a felszínét perzselő csillag művészi ábrázolása. (Forrás: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University.)

A Főnix, vagy hivatalos nevén a TIC 365102760 b a forró Neptunuszoknak nevezett, ritka exobolygócsaládot képviseli, tehát sugara a Földénél nagyobb, de a Jupiterénél kisebb. A Naprendszerből ismert Neptunusz jégóriásánál azonban jóval közelebb kering a csillagához. A Főnix talán egy kivételes „túlélő”, ám a bolygó szerencséje és ellenállása nem tart majd örökké: a legújabb kutatások szerint körülbelül 100 millió év múlva a beszippantja őt a rendszer vörös óriás csillaga.

A Főnix felfedezése megmutatja, hogy milyen sokféle bolygó létezik a Világegyetemben, és rávilágít arra is, hogy az egyes bolygórendszerek különbözőképpen fejlődhetnek.

„Ez a bolygó nem úgy fejlődik, ahogy elvártuk tőle: sokkal kiterjedtebb, és ritkább légköre van, mint amilyennek kéne lennie. ” – mondta a kutatást vezető Sam Grunblatt. – „A nagy kérdés már csak az, hogy hogyan tartotta meg a légkörét a központi csillaghoz való rendkívüli közelsége ellenére.”

A Főnix elmeséli a Föld jövőjét

A TIC 365102760 egy vörös óriás csillag, ami azt jelenti, hogy körülbelül 10 milliárd évig zajlott benne a hidrogén héliummá történő fúziója. Amikor elfogyott a csillag nukleáris üzemanyaga, amely fenntartotta a fúziót, megszűnt a gravitációs erejének ellent tartó sugárnyomás is a belsejében. Ez a csillag magjának összehúzódásához, míg a külső rétegeinek, amelyekben továbbra is zajlott a fúzió, a felfúvódásához vezetett. Így alakult ki a rendszer középpontjában lévő vörös óriás csillag.

A Főnix körülbelül 9 millió kilométerre kering a központi csillagától, amely távolság körülbelül a Nap-Föld távolság 6%-a. Ennek megfelelően a bolygó 4,2 földi nap alatt kerüli körbe csillagát, így ott ilyen hosszú egy év. Emellett az átmérője 6,2-szerese a Földének, a tömege pedig 20-szorosa, amelyből adódóan váratlanul kicsi a sűrűsége: körülbelül 60-szor ritkább az eddig felfedezett legsűrűbb forró Neptunusznál. A Főnix 10 milliárd éves kora alapján a kutatók arra következtetnek, hogy az átlagosnál jóval lassabban veszíti el a légkörét.

Illusztráció a Naphoz hasonló csillagok fejlődésének különböző állomásairól (forrás: ESO).

„Ez a valaha látott legkisebb tömegű, vörös óriás körül felfedezett exobolygó.” – nyilatkozta Grunblatt. – „Ezért tűnik olyan furcsának: már az ennél jóval sűrűbb és kisebb forró Neptunuszok is réges-rég elveszítették volna légkörüket ilyen extrém körülmények között.”

A mi Napunk körülbelül 5 milliárd év múlva alakul át vörös óriás csillaggá, amikor is bekebelezi majd a belső bolygókat egészen a Marsig. Ekkor tehát a mi Földünk is megsemmisül majd. A TESS mérései a Főnixről talán megmutatják nekünk azt, hogy mi fog történni a földi légkörrel, mielőtt eléri a végzet. A kutatók szerint ismereteink a bolygórendszerek végállapotáról még meglehetősen hiányosak, így meglehet, hogy a Föld légköre sem pontosan úgy fog fejlődni, mint ahogy azt elvárnánk.

A Főnix egy ritka és szerencsés találat: ilyen apró bolygóknak a csillaguk előtt való áthaladását kevés műszer tudja érzékelni, többek között a NASA kifejezetten exobolygók felfedezésére használt TESS űrtávcsöve. Ennek a különleges bolygónak a felfedezése szemlélteti tehát a műszer rendkívüli képességeit is. A kutatók ezt kihasználva a jövőben is igyekeznek megtalálni a Főnixhez hasonlóan kis méretű bolygókat.

Az eredményekről beszámoló tanulmány a The Astrophysical Journal című folyóiratban jelent meg.