A kutatók a James Webb-űrtávcső használatával felfedezték a negyedik bolygót egy érdekes, kis tömegű és sűrűségű bolygókat tartalmazó csillagrendszerben. Az exobolygó a Naphoz hasonló, Kepler-51 nevű csillag körül kering, amely a tőlünk 2615 fényévre található a Hattyú csillagképben. A rendszer rendkívülinek számít, hiszen mind a négy, eddig felfedezett bolygója vattacukor-sűrűségű, amellyel rekordernek számítanak.

Az ilyen típusú bolygók különlegesnek mondhatók, hiszen jóval kisebb a tömegük, illetve a sűrűségük a megszokottnál. A Kepler-51 rendszerben keringő, korábban felfedezett b, c, illetve d jelű bolygó mérete nagyjából megegyezik a Szaturnuszéval, tömegük viszont Földünk tömegének csak néhányszorosa, amelynek eredményeként a planéták sűrűsége igen alacsony. A rendszert vizsgáló kutatócsoport szerint az ilyen típusú bolygókra jellemző a kicsi mag, illetve az igen kiterjedt, jórészt hidrogénből és héliumból álló légkör.

A Kepler 51 csillagrendszerében keringő vattacukor-bolygók egyikének művészi ábrázolása. (Forrás: Robert Lea, Canva program.)

Mindmáig rejtélyes azonban, hogy ezek a bolygók hogyan alakulhattak ki, és hogy hogyan történhetett meg az, hogy megmaradt a légkörük a rendszer középpontjában lévő fiatal csillag intenzív sugárzása ellenére. Ezt szerették volna kideríteni a kutatók a James Webb-űrtávcső segítségével, azonban mindezek mellett egy negyedik tagra bukkantak a rendszerben.

A Kepler-51 rendszer meglepetése

A Kepler 51 rendszer negyedik, e-vel jelölt bolygójának felfedezése igencsak meglepte a csillagászokat, ugyanis eredetileg a már korábban felfedezett, 3 bolygót szerették volna vizsgálni, ezek közül is leginkább a Keplet 51 d-t. A mérések során azonban anomáliák léptek fel: a harmadik bolygó tranzitja, tehát a központi csillag előtti látszólagos elhaladása ugyanis nem a számítások szerinti időpontban következett be.

Ez eleinte nagyon furcsának tűnt, később azonban észrevették a kutatók, hogy a rendszernek van egy negyedik tagja is, amely hatással van a három ismert bolygó mozgására. Ezzel pedig tökéletesen megmagyarázható az említett eltérés, és így, a negyedik bolygó jelenlétének ismeretében a modellek ismét jól illeszkedtek a mérési adatokra.

A mérések, illetve számítások alapján a Kepler 51 e tömege hasonló a rendszer másik három tagjáéhoz, és közel körpályán kering csillaga körül, 264 napos keringési idővel.

Amikor a csillagászok felfedezték a Kepler-51 rendszer negyedik tagját, modelljeikben egyebek mellett csökkenteniük kellett a másik három bolygó tömegét ahhoz, hogy megmagyarázzák a mért jellemzőket.

Egy exobolygónak a csillaga előtti áthaladásáról, vagyis tranzitjáról készített szemléletes ábra. (Forrás: NASA/ESA/Elizabeth Wheatley (STScI).)

A látottakhoz hasonló, vattacukor-szerű bolygók igencsak ritkák, és ha sikerül is felfedezni ilyen típusú exobolygót, általában a rendszerében ez az egyetlen ilyen kis sűrűségű planéta. Éppen ezért már csak az is nagy kihívást jelent, hogy megmagyarázzuk három szuperkönnyű bolygó jelenlétét egy adott rendszerben! Itt azonban egy negyedik taggal is bővült a paletta, ezzel nagy fejtörést okozva a kutatóknak. Emellett természetesen azt sem zárhatjuk ki, hogy további hasonló bolygók is keringenek a Kepler-51 csillag körül, amelyek még felfedezésre várnak.

Mivel a Kepler-51 e keringési periódusa igen hosszú, sokat kell még várnunk arra, hogy legközelebb elhaladjon a központi csillag előtt. Ennek megvárása azonban szükséges ahhoz, hogy a csillagászok tovább pontosíthassák a rendszer paramétereit. Emellett a tranzitidő-változások vizsgálatából akár további bolygók jelenléte is kimutatható lesz majd. Érdemes tehát a későbbiekben nyitott szemmel vizsgálni ezt a különleges csillagrendszert.

Az itt leírtakról szóló cikk az Astronomical Journal című szaklapban jelent meg.

A cikk forrása: https://www.space.com/kepler-51d-superpuff-exoplanet