Tudomány
Nem kellett volna így kinéznie: rejtélyes exobolygót fedeztek fel
A csillagászok egy szokatlanul nagy tömegű és rendkívül sűrű exobolygót fedeztek fel, amely komoly kérdéseket vet fel arról, hogyan alakulnak ki a kőzetbolygók. A GJ 523b nagyjából 2,5-szer szélesebb a Földnél, tömege azonban több mint 23 földtömeg, miközben meglepően kevés gázt tartalmazhat.
Óriási, mégis szokatlanul sűrű
A GJ 523b az úgynevezett „mega-Földek” közé sorolható. Ez nem hivatalos exobolygó-kategória, hanem olyan, kivételesen nagy tömegű, jellemzően kőzetes világok informális elnevezése, amelyek jóval nagyobbak a Földnél.
A kutatók számításai szerint a bolygó tömege körülbelül 23,5-szerese a Földének, sugara pedig 2,55-ször nagyobb. Sűrűsége köbcentiméterenként mintegy 7,3 gramm, ami arra utal, hogy a hatalmas mérete ellenére nem rendelkezik vastag hidrogén- és héliumburokkal.
„Egyáltalán nem erre számítottunk”
– mondta Max Kroft, a kutatás vezető szerzője. Mint fogalmazott, az ilyen sűrű bolygók önmagukban nem számítanak különlegességnek, de általában jóval kisebbek, a Földhöz vagy a Marshoz hasonló méretűek.
A GJ 523b ráadásul fiatal rendszerben található: a csillagrendszer korát mintegy 170 millió évre becsülik. A bolygó mindössze 17,75 nap alatt kerüli meg csillagát.
Ahol a bolygófejlődés szabályai felborulnak
A felfedezés azért különösen érdekes, mert a bolygók kialakulásának jelenlegi modelljei szerint a GJ 523b-hez hasonló tömegű objektumnak már jelentős gázburkot kellett volna felhalmoznia.
A bolygók kezdetben kőzetből és fémből álló magokat építenek fel, amelyek gravitációjukkal gázt vonzanak magukhoz a fiatal csillag körül található anyagkorongból. A Naprendszerben a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló óriásbolygók esetében a feltételezések szerint a folyamat akkor gyorsult fel látványosan, amikor a növekvő mag tömege elérte a Föld tömegének körülbelül húszszorosát.
A GJ 523b már túl van ezen a határon, mégsem vált gázóriássá. Sűrűsége inkább arra utal, hogy túlnyomórészt kőzetből áll, és csak viszonylag kevés gázt tartalmaz.
„A kérdés az, hogy miért nem tette meg ez a bolygó is, ha húsz földtömegű?”
– tette fel a kérdést Kroft.
A kutatók szerint az egyik lehetséges magyarázat, hogy a bolygónak eredetileg vastag légköre volt, amelyet később valamilyen folyamat eltávolított. Egy másik forgatókönyv szerint a GJ 523b két bolygó ütközéséből jöhetett létre. Egy ilyen kozmikus ütközés során a kőzetes anyag összetapadhatott, miközben a két égitest gázburkának jelentős része az űrbe kerülhetett.
Több hasonló világ kell a rejtély megfejtéséhez
A GJ 523b-t eredetileg a NASA TESS űrtávcsöve azonosította jelöltként. A műszer azokat a csillagokat figyeli, amelyek fényessége időszakosan csökken, amikor egy bolygó elhalad előttük. A felfedezést a kutatók a Kitt Peak Nemzeti Obszervatóriumban működő, 3,5 méteres WIYN-teleszkóppal végzett mérésekkel erősítették meg. A spektrográf segítségével a bolygó csillagára gyakorolt gravitációs hatását is meg tudták mérni.
A kutatók szerint azonban egyetlen ilyen bolygóból még nehéz messzemenő következtetéseket levonni. Ha a csillagászok további hasonlóan sűrű, óriási kőzetbolygókat találnak, kiderülhet, hogy a GJ 523b ritka kivétel, vagy egy eddig alig ismert bolygópopuláció képviselője.
„Nehéz általános következtetéseket levonni a bolygók kialakulásáról egyetlen példából” – mondta Kroft. Szerinte tíz- vagy húszezer ilyen objektumot valószínűleg nem találnak, de ha húsz-harminc hasonló bolygó előkerül, már kirajzolódhatnak bizonyos mintázatok.
A kutatás eredményeit az Astronomical Journal folyóirathoz nyújtották be, a tanulmány azonban egyelőre szakértői lektorálás előtt áll, és jelenleg az arXiv preprint szerveren érhető el.