Egy új kutatás eredményei szerint a legkisebb és leghűvösebb csillagok körül keringő kicsi kőzetbolygóknak kisebb eséllyel van atmoszférájuk, mint eddig gondolták. Ez az eredmény segít azoknak az exobolygóknak a kiválasztásában, amelyek légkörét a kutatók vizsgálni szeretnék.
A NASA exobolygó archívumának (Exoplanet Archive) jelentése szerint az emberiség több mint 5900 exobolygót fedezett fel, így már csak lépésekre vagyunk attól, hogy elmondhassuk, 6000 planétát ismerünk a Naprendszeren kívül. Bár a galaxisunkat benépesítő több milliárd vagy akár több billió bolygónak ez csak egy kis része, éppen elég ahhoz, hogy nekiálljunk légkört, lakható felszínt vagy akár az élet jeleit keresni rajtuk. De honnan kezdjük?
Amikor légkörrel övezett planétákat keresnek, a kutatóknak figyelembe kell venniük, hogy az egyes bolygókon hogyan alakult a gravitáció és a sugárzás élethosszig tartó küzdelme. A nyugodt csillagok körül keringő nagy tömegű világoknak nagyobb valószínűséggel van légkörük, mint az aktívabb csillagok körüli kisebb társaiknak. A csillagászok a szökési sebesség és a csillag extrém ultraibolya sugárzása alapján határozták meg a légkörrel rendelkező és a légkör nélküli bolygók közötti választóvonalat, amit kozmikus partvonalnak neveztek el.
Ahhoz, hogy megtudjuk, egy adott planéta melyik csoportba tartozik, nem elég ismernünk a csillaga jelenlegi extrém ultraibolya fluxusát, vagyis egységnyi felületen egységnyi idő alatt kibocsátott energiáját, mert az idővel változik. Ha viszont ezeket a változásokat a bolygó teljes élettartamára figyelembe vesszük, akkor megtudhatjuk a választ. Egy új kutatásban Emily Pass (MIT) és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy bizonyos bolygók esetében nem megfelelően vették figyelembe ezeket a módosulásokat.
Ahogy a csillagok idősödnek, a forgásuk lelassul, ezzel párhuzamosan pedig egyre kevésbé képesek leszakítani a bolygóik légkörét. A korai M típusú törpékig visszamenőleg ez a lassulás egységes minden csillagnál, de a kutatók szerint a közepes és késői M típusú törpéktől kezdve a forgás sebessége nem fokozatosan, hanem hirtelen lassul le. Ez a különbség hatással lehet arra, hogy ezeknek a csillagoknak a bolygói mennyi sugárzást kapnak életük során.
A kutatók megbecsülték a közepes és késői M törpék fluxusát életük két fázisában: a „telített” szakaszban, amikor gyorsan forognak és nagy energiájú fluxusuk nem arányos a forgási sebességükkel, valamint a „telítetlen” fázisban, amikor a nagy energiájú fluxus a forgás lassulásával csökken.
A kutatók a szakirodalom alapján megvizsgálták az M típusú törpék röntgenfluxusát a két fázis alatt, majd statisztikai megközelítéssel megbecsülték, hogy a csillagok mennyi időt töltenek az egyes fázisokban. Figyelembe vették a flerek hatását is, valamint a csillagok hosszú, fősorozat előtti fázisát, amely alatt az összfényességük nagyobb, mint akkor, amikor már teljesen összehúzódtak, és megkezdték fősorozati életüket.
Végső soron ezek a tényezők azt mutatják, hogy a közepes-késői M típusú törpék körül keringő bolygók nehezebben tudják megtartani a légkörüket. Az új számítások miatt néhány bolygó átkerült a kozmikus partvonal egyik oldaláról a másikra. A kutatók megjegyezték, hogy bizonyos planéták, amelyeket még mindig potenciálisan légkörrel rendelkező bolygóként jelölnek, a valóságban nem földszerű égitestek, inkább gázbolygók. Így tehát további vizsgálatokra van szükség az exobolygók jellemzőinek meghatározásához, valamint új célpontok kiválasztásához a James Webb-űrtávcső és más, nagy érzékenységű teleszkópok számára.
Az eredményekről beszámoló tanulmány: https://doi.org/10.3847/2041-8213/adda39
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet