amely egy haldokló fehér törpecsillag körül kering, attól mindössze 0,02 csillagászati egység távolságban. (Egy csillagászati egység a Föld és a Nap átlagos távolsága.) Az újonnan felfedezett planéta rekordernek számít abból a szempontból, hogy ez a leghidegebb olyan exobolygó, amelyet közvetlen képalkotással is sikerült detektálni.
A Naphoz hasonló tömegű csillagok, és bolygórendszereik sorsa
A kezdetben kis, illetve közepes tömegű csillagok energiatermelésre képes életük végén vörös óriáscsillaggá fúvódnak fel, majd ezután folyamatosan hűlő és halványuló fehér törpeként maradnak vissza évmilliárdokon át. Az, hogy pontosan mi történik az ilyen csillagok körül kialakuló bolygórendszerekben, mindmáig ismeretlen. Ezt a rejtélyt csak úgy tudjuk feloldani, ha több olyan bolygót, avagy bolygórendszert is megvizsgálunk, amely fehér törpecsillag körül kering.
Az elméletek szerint azok a bolygók élik túl egy kis, avagy közepes tömegű csillag vörös óriássá történő átalakulását, amelyek minimum 2 csillagászati egység távolságban keringenek attól: az ennél közelebbi bolygókat az egyre nagyobb méretűvé váló csillag magába olvasztja. Ennek megfelelően azt gondolhatnánk, hogy a vörös óriásokból kialakult fehér törpék körül keringő bolygók is ennél a bizonyos határértéknél kijjebb keringenek a központi objektum körül. A James Webb-űrtávcső új felfedezése azonban megerősítette egy olyan exobolygó létezését, amely igencsak közel kering a rendszer középpontjában lévő fehér törpecsillaghoz, jócskán az említett határon belül.
Exobolygó, vagy barna törpe?
A szóban forgó fehér törpecsillag a WD 1856+534 nevet viseli, és tőlünk 82 fényévre található. A kutatók 2020-ban a kifejezetten az exobolygók felfedezésére felbocsátott TESS-űrtávcső (Transiting Exoplanet Survey Satellite), és egyéb földi műszerek használatával kimutatták egy másik objektum jelenlétét a rendszerben, amelynek tömege a Jupiterével összemérhető, és mindössze 0,02 csillagászati egységre (, amely a Nap-Merkúr távolságnak kb. a harmincad része) kering a csillagtól, 1,4 napos keringési periódussal.
Eleinte kérdéses volt, hogy ez a másik objektum egy exobolygó, vagy inkább egy barna törpe, most, a James Webb-űrtávcső MIRI (Mid-Infrared Instrument) nevű, a közép-infravörös tartományban működő eszközével azonban sikerült kimutatni, hogy egy bolygóról van szó. Az erre használt technika azon alapul, hogy a mért spektrumból egy fehér törpe elméleti modellekkel leírt spektrumát levonva kimutatható a másik égitest jelenléte, amelynek vizsgálatával meghatározható az is, hogy a fehér törpe társa pontosan milyen típusú objektum.
A levont színkép modellezésével a kutatóknak sikerült kimutatniuk, hogy a WD 1856+534 körül egy bolygó kering, amelynek tömege kb. 5,2-szerese a Jupiterének, hőmérséklete pedig 186K. Ez a hőmérséklet 60 K-nel haladja meg a Jupiterét. Az ilyen módon detektált WD 1856+534b bolygó a leghidegebb exobolygó, amelyet közvetlen képalkotással sikerült kimutatni.
Ahogy korábban is említettük, a bolygó rendkívül közel kering a csillaghoz. Mivel a központi csillaguk körül ilyen közeli pályán lévő csillagokat felemészti a csillag vörös óriássá történő átalakulása, a WD 1856+534b valószínűleg egy jóval külsőbb pályán kezdte életét, majd miután a központi objektum fehér törpecsillaggá alakult, közelebb vándorolt ahhoz, hogy elfoglalja jelenlegi pozícióját. Az, hogy pontosan mi váltotta ki a bolygómigrációt, jelenleg is rejtély, amelynek feloldására több forgatókönyv is létezik. Ezek közül talán a legnépszerűbb a rendszerben lévő másik égitest(ek) gravitációs hatása, illetve a közös burokban történő fejlődés. Azt azonban, hogy ezek közül melyik forgatókönyv valósulhatott meg, további mérések fogják eldönteni.
Az itt leírtakról szóló szakcikk az Astrophysical Journal Letters című szaklapban jelent meg.
A cikk forrása: https://aasnova.org/2025/05/09/first-confirmed-planet-in-a-white-dwarfs-forbidden-zone/
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet