Rádiójelek érkeztek a világűr mélyéről, egy idegen exobolygóról

Első alkalommal sikerült exobolygóról érkező rádiójeleket azonosítania egy nemzetközi kutatócsoportnak a dél-afrikai MeerKAT rádióteleszkóp-rendszer segítségével. Ez az első olyan detektált rádiójel, ami egy távoli csillagrendszer bolygójához köthető, és a csillagászok arra is magyarázatot találtak, hogy mi lehet az eredete ezeknek a kozmosz mélyéről érkezett titokzatos rádiójeleknek.

A β Pictoris b művészi ábrája Forrás: European Southern Observatory

A NASA Nancy Grace Roman űrteleszkópja (művészi ábra)   Fotó: NASA

 Az exobolygó-kutatás történetében különösen jelentősnek számít az a felfedezés, amit egy tudóscsoport a nagy teljesítményű MeerKAT rádióteleszkóp-rendszer segítségével tett egy tőlünk több mint hatvan fényévnyi távolságra fekvő csillagrendszerben.

Rádiójelek egy távoli exobolygóról

Még 2008-ban fedezték fel a tőlünk egész pontosan 63,4 fényévnyi távolságra fekvő β Pictoris b exobolygót, ami a Festő (Pictor) csillagkép második legfényesebb csillagáról, a β Pictorisról kapta a katalógusnevét. 

A β Pictoris egy viszonylag fiatal kékesfehér színképosztályú csillag, amelynek igen intenzív a sugárzása. A β Pictoris b a megfigyelések szerint egy hatalmas gázóriás, amely mintegy tízszer lehet nagyobb a Naprendszer legnagyobb bolygójánál, a szintén gázóriás Jupiternél.

A β Pictoris a Festő (Pictor)  csillagképben   Fotó: European Southern Observatory

Az óriásbolygók, vagy másik elnevezésükkel a gázóriások, illetve a Jupiter-típusú bolygók a Nap és más csillagok körül keringő bolygók egyik osztálya. Összetételük, nagy illóanyag tartalmuk és felépítésük miatt nevezik gázóriásoknak is ezeket az égitesteket; a Naprendszer négy gázóriással, a Jupiterrel, a Szaturnusszal, az Uránusszal és a Neptunusszal rendelkezik. Az idegen csillagrendszerekben azonosított exobolygók között is akadnak szép számmal gázóriások; ha azonban egy idegen rendszerbeli gázóriás tömege meghaladja a 13 Jupiter-tömeget, akkor már nem exobolygóról, hanem barna törpéről beszélünk.

A Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Intézet, valamint az Oregoni Egyetem szaktudósaiból álló kutatócsoport 2025-ben és idén összesen négy alkalommal figyelte meg a MeerKAT rádióteleszkóp-rendszer segítségével ezt a kozmikus távolságskálán mérve hozzánk viszonylag közeli rendszerben lévő exobolygót. 

A Naprendszer négy nagy gázóriása   Fotó: NASA/JPL

Az elvégzett észlelések során egyaránt észleltek ismétlődő és igen erős poláris rádiókitöréseket, továbbá gyengébb, de tartós rádiósugárzást is a 0,85 és 3,5 GHz közötti frekvenciatartományban. 

Ez az első olyan alkalom, hogy egyértelműen sikerült egy jól meghatározható exobolygóhoz, a β Pictoris b-hez köthető rádiójeleket azonosítani. 

A kutatócsoport vizsgálatai szerint a rádiójelek tulajdonságai arra utalnak, hogy ezeket az exobolygó sarkifény-jelenségeihez kapcsolódó sugárzás keletkezteti. 

Sarkifény-jelenség okozhatja a β Pictoris b rádiójeleit Fotó: ESO

Már korábban is fogtak olyan rádiójeleket amelyek exobolygókkal rendelkező csillagrendszerekből érkezetek, de ezeknél az észleléseknél még nem lehetett egyértelműen szétválasztani, hogy a jelek a központi csillagról, vagy pedig a csillag rendszerének valamely bolygójáról érkeztek-e.

Erős sarkifény-jelenség okozza

Az már korábban is ismert tény volt a csillagászok előtt, hogy a bolygók mágneses terei meghatározzák a légkörvesztés folyamatát, továbbá közvetítik a csillagszéllel való kölcsönhatásokat, és információt hordoznak a bolygók belsejéről is; ám ennek ellenére a Naprendszeren kívüli exobolygók esetében eddig még egyszer sem sikerült közvetlenül megmérni a mágneses tereiket. 

A  β Pictoris b művészi ábrája  Fotó: Sci News

A jelenség egyik legjobban azonosítható jele az úgynevezett elektron-ciklotron mézer-instabilitás révén keletkező sarki fényhez köthető rádiósugárzás, amelynek legmagasabb frekvenciáját a forrásnál mérhető mágneses térerősség határozza meg. 

Bár sarki fényhez kapcsolódó rádiókitöréseket már megfigyeltek a Naprendszer bolygóin, 

így többek között a Jupiteren a Szaturnuszon és az ugyancsak gázóriás Uránuszon, továbbá egyes ultra-hideg törpecsillagokon is, de korábban még egyetlen rádiójelet sem sikerült egyértelműen egyetlen exobolygóhoz – és nem a gazdacsillagához – kötni. 

A bolygók sarkifény-jelenségeit a Földhöz hasonlóan a központi csillagból érkező nagy energiájú töltött részecskék okozzák, 

amelyek kölcsönhatásba lépnek a bolygó atmoszférájával, illetve mágneses terével.

Sarki fény a Földön   Fotó: Forrás: Pixabay

Most első alkalommal sikerült ezt a jelenséget, pontosabban az ehhez kapcsolódó rádiójeleket egy távoli csillagrendszer exobolygójához, a β Pictoris b-hez fűzni. 

Az elektron-ciklotron mézer-sugárzásként azonosított rádiójelek a β Pictoris b esetében legalább 1,25 kG-os mágneses térerősségre utalnak, ami az első ilyen jellegű közvetlen térerősség-mérés egy exobolygó esetében.

Izgalmas kérdésekre kaphatunk választ a közeli jövőben

A megmért rádiósugárzásból arra is következtetni tudnak a kutatók, hogy a β Pictoris b exobolygónak mennyire lehet erős a mágneses tere. Az észlelési adatok alapján elvégzett számítások szerint a nagy tömegű extraszoláris gázóriás mágneses erőtere több ezerszer lehet erősebb a Föld mágneses erőterénél. 

A β Pictoris b mágneses térerőssége ezerszerese a Földének  Fotó: Sci News

Ez pedig egyértelműen arra utal, hogy a β Pictoris b hatalmas belső fémes maggal rendelkezhet, ami az exobolygó igen gyors, 8-9 órásra becsült tengely körüli forgása miatt óriási dinamóként hozza létre és tartja fenn az égitest rendkívül erős mágneses terét. A korszakalkotó jelentőségű felfedezés után a tudóscsoport a vizsgálatait ki akarja terjeszteni öt, a Naprendszerhez relatíve közeli csillagrendszer hét exobolygójára is. 

Egy exobolygó felszínének művészi elképzelése   Fotó: Sci.News/Jin Ma / Beijing Planetarium

Ezek a jövőbeli vizsgálatok azonban még a jelenleginél is érzékenyebb detektorokat igényelnek, így könnyen lehet, hogy az újabb eredményekre mindaddig várni kell, amíg nem építik meg a legújabb generációs és a jelenlegieknél jóval nagyobb felbontású rádióobszervatóriumokat. 

Az exobolygók kutatása napjaink legizgalmasabb csillagászati felfedezéseihez vezethetnek, 

betekintést nyújtva a Naprendszeren kívüli bolygók egyelőre még titokzatos világába és talán felfedve azt a nagy kérdést is, hogy rajtunk kívül létezhetnek-e más, esetleg intelligens létformák is a galaxisban.

Az arXiv preprint szerverre feltöltött tanulmányt teljes terjedelmében itt lehet elolvasni angol nyelven.

Egy nemzetközi kutatócsoportnak a dél-afrikai MeerKAT rádióteleszkóp-rendszer segítségével:

• először sikerült egyértelműen egy exobolygóról származó rádiójelet azonosítania,
• ami a Festő (Pictor) csillagképben lévő és tőlünk 63,4 távolságra fekvő β Pictoris b-ről érkezett,
• ismétlődő és erős poláris rádiókitörések, valamint állandó rádiósugárzás formájában,
• amelyről a kutatók azt feltételezik, hogy a rádiójelek az óriási bolygó sarkifény-jelenségeiből származnak.