Kepler-7b: nyugaton felhős, keleten derült idő várható

A Kepler és Spitzer űrtávcsövek közös mérései alapján a Kepler-7b exobolygó egyik felét jóval vastagabb felhőzet borítja, mint a másikat – ezt állapította meg az MIT egyik kutatócsoportja, melynek Zsom András magyar csillagász is a tagja.

Egyre több tulajdonságát ismerjük meg az exobolygók légköreinek, hála az egyre kifinomultabb megfigyelési módszereknek és modelleknek. Az MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA) kutatócsoportja, Brice-Olivier Demory vezetésével a Kepler-űrtávcső egyik első felfedezését, a Kepler-7b óriásbolygót vizsgálta meg behatóan. Az eredményeik alapján a bolygó nyugati féltekéje vastag felhőréteggel borított, míg a keletin tisztább az idő (vagy legalábbis másmilyen a felhőzet).

A Kepler-7b már a felfedezésekor is meglepte a kutatókat nagy fényvisszaverő képességével. A forró exobolygók általában elég sötétek, mert a csillag fényének jelentős részét nem visszaverik, hanem elnyelik, és hőként sugározzák vissza. A Kepler-7b ezzel szemben a látható fény 30-40 százalékát visszaveri, hasonlóan Naprendszerünk hideg gázóriásaihoz. Már akkor is felvetették, hogy egy magaslégköri felhőréteg okozhatja ezt a szokatlan viselkedést.

A Kepler hosszabb, három és fél évet lefedő adatai alapján Demory és munkatársai azt is kiderítették, hogy a bolygó nyugati féltekéje világosabb, mint a keleti. Nem a Kepler-7b az első ilyen, aszimmetriát mutató exobolygó, ám az eddig ismerteknél mindig a keleti félgömb bizonyult fényesebbnek. A keleti eltolódás oka, hogy a bolygó légkörének legforróbb pontja nem a csillaggal szemközt található, hanem a hatalmas sebességű szelek egyszerűen elfújják a forró foltot keletre.

Ha a nyugati félteke fénylése egy forró folt hőjéből eredne, a foltot még hangsúlyosabban mutatnák a hősugárzásra érzékeny infravörös mérések. A kutatók ezért a Spitzer űrtávcsővel is megfigyelték a rendszert, de nem sikerült detektálni a bolygó fényét. Nem forró foltból ered hát a többlet, hanem pusztán az anyacsillaga fényét veri vissza hatékonyabban a bolygó nyugati félgömbje, mint a keleti. A fényvisszaverő képesség változása jelzi, hogy a felhők eltérőek a két féltekén, de persze itt nem vízfelhőkre kell gondolni, mint a Föld esetében. A Kepler-7b egy forró Jupiter, mindössze ötnapos keringési periódussal és ezer fok körüli hőmérsékletekkel, felhői pedig kondenzálódott szilikátszemcsékből vagy még egzotikusabb anyagokból állhatnak.

A kutatócsoport tagjaként dr. Zsom András feladata volt utánajárni a felhőzet részletes tulajdonságainak. „Az biztos, hogy a felhők valamilyen tulajdonsága változik longitudinális (hosszúsági) irányban, de egyelőre nem lehet megmondani, hogy mi, mert több lehetőség is van. A részecskék mérete változhat, ahogy különböző hőmérsékletű légköri rétegeken haladnak át. Változhat a felhőréteg magassága vagy anyagösszetétele is. A felhőréteg vastagsága is eltérő lehet, ha a nyugati oldalon vastagabb, több fényt verhet vissza. De persze az előbbiek valamilyen kombinációja is okozhatja a jelenséget” – mondta el hírportálunk kérdésére a fiatal magyar kutató, aki jelenleg DFG-ösztöndíjasként dolgozik az MIT-n. Sajnos azonban a Kepler fehér fényben végzett megfigyelései még nem tudnak a kérdéseire egyértelmű választ adni.

„A Kepler-7b egy érdekes objektum. De vajon gyakoriak-e a hasonló, felhőbe burkolt forró Jupiterek? Ezt a kérdést próbálja a csoportunk új Spitzer-mérésekkel és Kepler-adatokkal megválaszolni. Jelenleg én azt próbálom kideríteni, hogy mit mondhatunk majd a felhők tulajdonságairól az EChO és JWST (Exoplanet Characterization Observatory és James Webb Space Telescope) észlelései alapján, mi az optimális észlelési stratégia és mi a szükséges jel-zaj arány” – foglalta össze Zsom András a jövőre vonatkozó terveket.