Keressünk holdakat az exobolygók körül az asztrometria módszerével!

Keressünk holdakat az exobolygók körül az asztrometria módszerével!

2025 november 04
| Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
Naprendszerünk nyolc nagybolygója közül hat büszkélkedhet legalább egy holddal: ez alól csupán a két legbelső bolygó, a Merkúr és a Vénusz képez kivételt.

A holdak eredete és keletkezése jelenleg is intenzíven kutatott terület. A Föld Holdja valószínűleg úgy keletkezett, hogy bolygónknak ütközött egy Mars-tömegű égitest, amely kiszakította belőle a Holdat. A Mars Phobos és Deimos nevű, szabálytalan alakú holdjai befogásos eredetűek, éppen úgy, mint a gázóriások némely holdjai. A Naprendszerünket alapul véve tehát a holdak keletkezése a bolygókeletkezés természetes hozománya. 

Felvetődik tehát a kérdés: miért is nem vizsgáljuk meg a több mint 6000 ismert exobolygó lehetséges módon jelenlévő holdjait? A válasz a holdak méretéből, és így észlelhetőségük nehézségéből adódik. A Naprendszer legnagyobb holdjának, a Ganymedesnek a tömege mindössze 2,5%-a a Föld tömegének, sugara pedig bolygónkénak 40%-a. Ez is mutatja, hogy az exoholdak kimutatása még a földszerű exobolygókénál is nehezebb. Mindmáig csak néhány exohold-jelöltet ismerünk, amelyeket a bolygójuk előtti elhaladásuk (tranzitjuk), avagy a gravitációs mikrolencsehatás révén fedeztek fel. A most bemutatandó cikkben egy másik módszerrel próbálkoznak a kutatók az exobolygók körüli holdak kimutatására, mégpedig az asztrometriával.

Illusztráció egy exobolygóról és holdjáról. (Forrás: NASA/ESA/L. Hustak.)
Illusztráció egy exobolygóról és holdjáról. (Forrás: NASA/ESA/L. Hustak.)

Az asztrometria lényegében az égitestek pontos pozíciójának a becslésére alapul. Egy egyszerű csillag-bolygó rendszerben a bolygó ellipszis alakú pályán kering a csillag körül. Ha a bolygónak van egy holdja, az valamelyest "megrángatja" a bolygót a pályáján a bolygóra tett gravitációs hatása miatt. Ennek a "lötyögésnek" a jeleit keresték most a kutatók olyan exobolygók esetén, amelyekről korábban sikerült közvetlen módon is képet alkotni.

Először is megkeresték azokat az exobolygókat, amelyek körül lehetséges ezzel a módszerrel holdakat keresni. A minta részét képezte egy óriásbolygó-jelölt a hozzánk közeli alfa Centauri rendszerben is, amely egyúttal remek tesztobjektumnak is bizonyult az új módszerhez. Ezután szimuláció készült a bolygó mozgásáról, figyelembe véve a mérések elvégzésére használandó műszer tulajdonságait is. Mindezek végeztével a modellezett bolygópályát kivonták a mérésekből. A kivonás után megmaradó reziduál pedig felfed(het)i a lehetséges módon a rendszerben jelenlévő holdakat.

Balrat: az alfa Centauri rendszerben keringő bolygó szimulált ellipszispályája (kék vonal). Jobbra: a bolygópálya közelebbről. Piros szín mutatja a szimulált mérési pontokat, amelyekből a bolygó mozgásának pályáját levonva kimutathatóvá válik a rendszerben lehetséges módon keringő exohold. (Forrás: Wagner et al. 2025.)
Balrat: az alfa Centauri rendszerben keringő bolygó szimulált ellipszispályája (kék vonal). Jobbra: a bolygópálya közelebbről. Piros szín mutatja a szimulált mérési pontokat, amelyekből a bolygó mozgásának pályáját levonva kimutathatóvá válik a rendszerben lehetséges módon keringő exohold. (Forrás: Wagner et al. 2025.)

Ezután a szimuláció további finomításával becslés tehető a hold(ak) számára, méretére és tömegére is. Bár az asztrometria módszere exoholdak keresése esetén még gyerekcipőben jár, a későbbiekben izgalmas új lehetőségekkel kecsegtet a Naprendszerünkön kívüli bolygók körüli holdak észlelése és megértése szempontjából.

 

A cikk forrása: https://aasnova.org/2025/10/06/finding-avatars-pandora-exomoons-with-astrometry/

Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet