Vajon a forró Jupiterek magányosak, vagy vannak közeli bolygótársaik? A válasz attól függ, hogy miként alakulnak ki ezek a planéták. Nemrég felfedeztek egy olyan ritka rendszert, amelyben egy forró Jupiter mellett van egy belső bolygó is, és ez segíthet megértenünk a forró Jupiterek kialakulását.

Illusztráció egy forró Jupiterről, amely közel kering a csillagához. (ESO/M. Kornmesser)

A forró Jupiterek a legkülönösebb exobolygók közé tartoznak. Tömegük nagyjából megfelel a Jupiterének, de olyan közel keringenek a csillagukhoz, hogy a hőmérsékletük sokkal magasabb, mint Naprendszerünk óriásbolygóié.

Egyelőre nem tudjuk, hogyan jönnek létre. Vajon helyben alakulnak ki, hatalmas mennyiségű gázt felszívva csillaguk pokoli hőjében? Esetleg hűvösebb régiókban jönnek létre, majd életük során melegebb helyre vándorolnak? Vagy csillaguktól távol alakulnak ki, majd a pályájukat megváltoztató gravitációs kölcsönhatások miatt kerülnek közelebb hozzá? A kutatók igyekeznek minél több információt begyűjteni ezekről az égitestekről, főként pedig az esetleges bolygótársaikról.

A bolygók az úgynevezett protoplanetáris korongban alakulnak ki, ahogy az a fenti, a TW Hydrae-ről készült felvételen is látható. A fiatal bolygók és a korongban lévő gázok közötti kölcsönhatások bolygóvándorlást idézhetnek elő. (S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Egyelőre csak egy maréknyi olyan forró Jupitert ismerünk, amelynek bolygótársa a forró Jupiter és a csillaga között kering. A forró Jupiterek egyik kialakulási modellje, a nagy excentricitású pályavándorlás elmélete szerint a belső bolygók kilökődnek vagy megsemmisülnek, amikor egy óriásbolygó egy távolabbi pályáról közelebbire vándorol, és forró Jupiterré válik. Ahhoz, hogy kiderítsék, valóban úgy alakulnak-e ki a forró Jupiterek, ahogy azt a jelenlegi megfigyelések alapján gondolják, a kutatóknak meg kell tudniuk, milyen gyakoriak ezek a közeli bolygótársak.

Judith Korth (Lund University) és munkatársai a TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) űrtávcső, valamint földfelszíni teleszkópok megfigyelései segítségével kerestek közeli bolygótársakat a TOI-1408 jelű rendszerben. Erről a rendszerről tudjuk, hogy egy 4,42 nap keringési idejű forró Jupiter (TOI-1408 b) található benne. A kutatók megfigyelték a tranzitidő-változásokat – a tranzitok között eltelt idő változásait –, és találtak 2,2 napnál egy egyértelmű jelet.

Az újonnan felfedezett TOI-1408 c jelű belső bolygó (fent), és a korábban is ismert TOI-1408 b jelű forró Jupiter (lent) normált tranzitjelei. (Korth et al. 2024)

A kutatók átnézték a TESS által mért fénygörbéket, és bizonyítékot találtak egy 2,2 napos keringési idejű égitest jelenlétére. Úgy gondolják, hogy a TESS automatizált tranzitkeresője a nagy tranzitidő-változások miatt nem vette észre a bolygót. A számítások szerint a TOI-1408 c jelű exobolygó 7,6 földtömegű, sugara 2,22 földsugár, így egy mini-Neptunusszal van dolgunk.

Egyelőre kevés olyan forró Jupitert ismerünk, amelyek kis tömegű bolygótárssal rendelkeznek, és a TOI-1408 b most bekerült közéjük. Ez a felfedezés azt is jelenti, hogy a TOI-108 b nem alakulhatott ki nagy excentricitású pályavándorlás következtében. Valószínűbb, hogy ott helyben jött létre, ahol most található, vagy esetleg úgy, hogy befelé vándorolt a korongon.

A kutatók által most elemzett adatok egy újabb meglepetéssel szolgáltak: lehet, hogy nem a TOI-1408 c a rendszer egyetlen új tagja. A radiális sebesség adatok modellezésével új bolygókat keresve egyértelmű bizonyítékot találtak arra, hogy a rendszerben van egy több ezer napos keringési idejű égitest is. Bár további vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy megismerjük a pontos adatait, a kutatók szerint nagyjából 14,6 jupitertömegű, és közel 7 év alatt kerüli meg a csillagát.

Az eredményeket közlő szakcikk a The Astrophysical Journal Letters című lapban jelent meg, és online ide kattintva érhető el.

Forrás: AAS NOVA