Olyan bolygót fedeztek fel, amely nem is létezhetne

Az óriásbolygó 650-szer nagyobb távolságban járja körbe a csillagát, mint a Föld a Napot.

A University of Arizona (UA) munkatársai Vanessa Bailey végzős csillagász szakos hallgató vezetésével olyan óriásbolygót detektáltak egy Nap típusú csillag rendszerében, melynek pályamérete minden eddigi exobolygóénál nagyobb: a 11 jupitertömegű planéta 650-szer nagyobb távolságban rója köreit a HD 106906 katalógusjelű csillag körül, mint a Föld a Nap körül. A felfedezés komoly kihívás elé állítja a csillag- és bolygókeletkezési elméleteket, mivel ilyen óriási távolságban keringő planéta létéről jelenleg nem tudnak számot adni.

A csillagukhoz a Földhöz hasonlóan közel keringő bolygókról azt gondoljuk, hogy kisebb, aszteroida méretű testekből álltak össze, melyek viszont a fiatal csillagot övező ősi por- és gázkorong fragmentálódásának eredményei. Ez a folyamat azonban túl lassú ahhoz, hogy a csillagtól nagy távolságban vezessen óriásbolygók kialakulásához. Elképzelhető az is, hogy az óriásbolygók a diszk anyagának gyors, direkt kollapszusával jöhetnek létre, jelen esetben ez ellen azonban komoly ellenérv, hogy a protoplanetáris korongok a külső tartományaikban ritkán tartalmaznak annyi anyagot, amiből a HD 106906 b-hez hasonló méretű bolygók ki tudnának alakulni.

Alternatív lehetőségként felmerülhet az a magyarázat, hogy a csillag–óriásbolygó páros egy mini kettős rendszerként keletkezett: a tagok egyedi, független kollapszusok eredményeként jöttek létre a gázfelhőből, de egymáshoz olyan közel, hogy a folyamat végén gravitációsan kötött rendszert alkottak. Valami oknál fogva azonban a bolygó progenitora nem tudott elegendő anyagot összegyűjteni ahhoz, hogy elérje a csillaggá váláshoz szükséges tömeget. Bailey szerint ezzel a forgatókönyvvel csak az a baj, hogy kettős csillagrendszerekben a tömegarány tipikusan 10-nél nem nagyobb, a HD 106906 és bolygója esetében azonban ez az arány a 100-at is meghaladja.

Ekkora eltérést a kettőscsillagok kialakulására vonatkozó elméletek egyáltalán nem jósolnak, mint ahogyan a bolygókeletkezési teóriák sem jeleznek előre ilyen nagy távolságban keringő planétát. Bailey szerint a HD 106906 rendszere azért is érdekes, mert a bolygó mellett még a protoplanetáris korong maradványai is detektálhatók benne, így a jövőbeni megfigyelések talán a különböző formálódási modellek közötti döntésben is segíthetnek. A HD 106906 b mindössze 13 millió éves, ezért a kialakulása közben felszabaduló gravitációs potenciális energia egy részét még most is sugározza hő formájában. Körülbelül 1500 fokos hőmérsékletével azonban sokkal hidegebb a csillagánál, így fölös energiájának nagy részét nem a látható, hanem az infravörös tartományban bocsátja ki.

A felfedezést eredményező direkt felvételt az Atacama-sivatagban működő 6,5 méteres Magellán teleszkóp Clio2 infravörös kamerájával rögzítették, teljes mértékben kihasználva a távcső MagAO (Magellan Adaptive Optics) adaptív optikai rendszere által nyújtott lehetőségeket, a rendkívül jó felbontást. Mindkét műszert és a technológiát a University of Arizona kutatói fejlesztették. A MagAO vezetője, a UA professzora, Laird Close magyarázata szerint a MagAO lelke az a speciális segédtükör (Adaptive Secondary Mirror), melyet 585 darab tüske deformál másodpercenként ezerszer úgy, hogy a rendszer mindig a légkör aktuális állapotának megfelelően a lehető legjobb leképezést nyújtsa, lehetővé téve ezáltal a bolygó sokkal kisebb intenzitású infravörös sugárzásának elkülönítését a csillagétól.

A kutatócsoport – melynek Bailey mellett még több csillagász hallgató tagja is van – a Hubble űrteleszkóp nyolc évvel korábbi, más program keretében végzett megfigyeléseit felhasználva meg tudta erősíteni, hogy a bolygó a csillagával együtt mozog, a szintén a Magellán teleszkópon installált FIRE spektrográf adatai alapján pedig a kísérőbolygó volta is egyértelmű.