Kilenc és fél évnyi működés után több mint 2700 planétát detektált a Naprendszeren kívül, elsősorban tranzitmódszerrel, amely különösen hatékony, amikor a csillagukhoz közel keringő égitesteket akarjuk észlelni. A csillagászok radiálissebesség-módszerrel is keresnek új bolygókat, ami a hosszabb keringési idejű, nagyobb exobolygók észlelésében hatékonyabb. A tranzit- és a radiálissebesség-módszereket egyaránt használva a kutatók mind a csillagokhoz közel, mind tőlük távolabb keringő bolygókat megfigyelhetik, így teljesebb képet kaphatnak galaxisunk más bolygórendszereiről.
Egy nemrég közzétett szakcikk szerzői a Kepler Óriásbolygó Felmérés adatait átvizsgálva azt találták, hogy a három vagy több tranzitos exobolygót tartalmazó 26 rendszerből négynek van egy külső óriásbolygója is. Felfedezték, hogy ezekben a rendszerekben nem egyenletesen oszlanak el a bolygók: kiderült, hogy mind a négy, külső óriásbolygókat tartalmazó rendszerben két belső bolygó között jelentős rés tátong. A jelenséget „rés–óriás társulásnak” nevezték el – vagyis amikor egy külső óriásbolygó van egy bolygórendszerben, akkor két belső bolygó között nagy az üres terület, ahogy az a 2. ábrán is látható.
Ezt a mintázatot már korábban is megfigyelték, de kevés elméleti munka foglalkozott a külső óriásbolygók pályatávolságokra gyakorolt hatásával. A The Astrophysical Journal című szaklapban nemrég megjelent cikk szerzői arra voltak kíváncsiak, hogy vannak-e rejtőzködő bolygók a résben. Szimulációkat futtattak le, hogy kiderítsék: ezek a rendszerek képesek-e egy planétát rejtegetni a résben anélkül, hogy a dinamikájuk instabillá válna, illetve egy ilyen bolygó vajon rejtve maradhat-e, ha tranzit módszerrel keressük.
Modellezték a négy szóban forgó rendszert (a Kepler-48-at, a Kepler-65-öt, a Kepler-90-et és a Kepler-139-et) N-test szimulációval oly módon, hogy hozzáadtak egy-egy bolygót a bennük található réshez. A szimuláció segítségével nyomon követhették a rendszerek fejlődését és hosszú távú stabilitását. Megállapították, hogy mindegyik beillesztett bolygó túlélési aránya magas, ami azt jelenti, hogy mind a négy rendszerben stabilan megbújhat a résben egy legalább két, de legfeljebb húsz földtömegű planéta akár évmilliárdokon keresztül is anélkül, hogy szétesne. A kutatók kíváncsiak voltak, hogy a külső óriások elrejthetik-e ezeket a hipotetikus bolygókat oly módon, hogy megdöntve a pályájukat ne látszódjanak, amikor tranzit módszerrel keressük őket. Ehhez a külső óriásnak elég nagy gravitációs erővel kéne hatnia a résben lévő bolygóra ahhoz, hogy az a szomszédjaitól független precesszióba kezdjen, és így pályájának dőlésszöge növekedjen. Kiderült, hogy a külső óriásbolygók vagy túl messze vannak, vagy nem elég nagyok ahhoz, hogy ezt megtehessék.
Egyedül a Kepler-90 rendszerben van olyan külső óriásbolygó, amely megdönthetné annyira a résben lévő bolygó pályáját, hogy az rejtve maradjon, de csak akkor, ha maga is enyhén dőlt pályán kering. A Kepler-90 külső óriásbolygójának korábbi megfigyelései azonban arra utalnak, hogy a pályája jól illeszkedik a belső bolygók pályasíkjához, így nem felel meg a kívánalmaknak. A kutatók következtetése szerint nem valószínű, hogy ezekben a résekben 2–20 földtömegű bolygók rejtőznek.
Mielőtt azonban teljesen elvetették volna ezt a felvetést, megnézték, hogy nincsenek-e mégis a résekben bolygók, amelyek egyszerűen túl kicsik ahhoz, hogy a Kepler lássa őket. Kiszámították mind a négy rendszerre az észlelhetőségi határt a bolygó sugarának és a keringési idejének függvényében, és azt találták, hogy egy körülbelül 0,5–1 földsugarúnál kisebb bolygó észrevétlen maradhat a résben.
Ha valóban van bennük ilyen apró planéta, akkor ezek a rendszerek elég szokatlanok (hiszen a legtöbb bolygórendszerben hasonló méretű bolygók vannak), de azért elképzelhető, hogy léteznek ilyenek. A kutatók annak sem zárják ki a lehetőségét, hogy a rések valóban üresek, és egy külső óriás jelenléte akadályozza a bolygók kialakulását egyes térségekben, vagy zavarja a pályájukat a kialakulásuk után. Bár a csupán négy rendszerből álló minta alapján nehéz határozott következtetéseket levonni, ez a tanulmány rávilágít arra, hogy mennyi mindent nem tudunk még a bolygórendszerek felépítéséről, a bolygók kialakulásáról és fejlődéséről.
Bár a Kepler-űrtávcső küldetése véget ért, a jelenleg is zajló radiálissebesség-mérések segítségével még több olyan rendszert ismerhetünk meg, mint ez a négy, így a csillagászok tisztább képet kaphatnak arról, hogy mi rejlik a rés–óriás társulások mögött.
Forrás: https://aasnova.org/2025/10/01/planetary-hide-and-seek/
Az eredményeket bemutató szakcikk: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adf06b
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet