Ez pedig arra ösztönzi az ezzel foglalkozó kutatókat, hogy újragondolják az ilyen exobolygókat tartalmazó rendszerek kialakulására, és fejlődésére vonatkozó modelleket.
Az érdekes exobolygó-rendszert a K-színképtípusú, tőlünk körülbelül 403 fényévre, a Farkas (Lupus) csillagképben található WASP-132 körül fedezték fel. A rendszer a csillagon kívül egy forró Jupiterből (WASP-132b), egy újonnan felfedezett, belső szuperföldből (WASP-132c), illetve egy, a központi csillagtól igen távol keringő jégóriásból (WASP-132d) áll. A legbelső bolygó, a Földünk tömegénél hatszor nehezebb szuperföld keringési ideje alig több mint 24 óra, a fél jupitertömegű forró Jupiteré kicsit több mint 7 földi nap, végül a Jupiter tömegének ötszörösét nyomó, külső jégóriásé 5 év.
A bolygórendszerrel foglalkozó nemzetközi kutatócsoport 2006 óta vizsgálja a WASP-132 környezetét a csillagnak is nevet adó Wide-Angle Search for Planets (WASP) program keretein belül. 2021-ben a NASA kifejezetten az exobolygók tranzitmódszerrel történő felfedezésére szakosodott TESS (Transiting Exoplaned Survey Satellite) űrtávcsöve felfedezte a rendszerben a már ismert forró Jupiter mellett a WASP-132c jelölésű szuperföldet. Ez a felfedezés már önmagában is megmutatta, hogy egy nem mindennapi exobolygócsaládról van szó, és hogy bár évtizedek óta vizsgáljuk a WASP-132 csillag környezetét, még mindig tartogat számunkra meglepetéseket.
A kutatás egyik résztvevője, Ravit Helled szerint a vizsgált csillagrendszer ékesen bizonyítja, hogy mennyi mindent nem értünk még a bolygók kialakulásával, és a fiatal bolygórendszerek fejlődésével kapcsolatban. Éppen ezért a WASP-132-höz hasonló rendszerek felfedezése és elemzése kulcsfontosságú az (exo)bolygók fizikájával kapcsolatos ismereteink bővülése érdekében.
Hogyan válnak magányos farkasokká a forró Jupiterek?
A forró Jupiterek általában olyan gázóriások, amelyek tömege akár többszörösen is meghaladhatja a Naprendszerünkben keringő Jupiterét. Az eddig vizsgált forró Jupiterekre az is jellemző, hogy közel keringenek csillagukhoz, így keringési idejük sokszor alig több pár napnál, vagy hétnél. Ezt a kutatók eleinte egy kicsit furcsának találták, hiszen jelenlegi ismereteink, illetve elméleti modelljeink alapján az ilyen nagy tömegű bolygók nehezen alakulnak ki a fiatal csillagok körüli protoplanetáris korong belső régióiban. Éppen ezért létrejött az az elmélet, amely szerint az ilyen nagytömegű gázbolygók a csillagkörüli korong külső régiójában jönnek létre, majd a fejlődésük során közelebb vándorolnak a rendszer középpontjához. A vándorlás során pedig a csillag körül lehetséges módon kialakult többi bolygót vagy magukba olvasztják, vagy pedig gravitációs hatásuk révén kipenderítik a csillagrendszerből, ilyen módon meggátolva a további bolygók keletkezését. Ezért gondoljuk tehát azt, hogy a forró Jupiterek jórészt magányosan keringenek a csillaguk körül.
A WASP-132 csillag körül azonban nem csak egy forró Jupiter található, hanem annak pályáján belül kering egy szuperföld is. Ez már önmagában is megkérdőjelezi eddigi elméleteink helyességét, és emellett a külső jégóriás jelenléte is arra utal, hogy a forró Jupitereket tartalmazó rendszerekben sem kizárt, hogy egynél több bolygó keletkezzen. Az a tény, hogy a szuperföld, illetve a jégóriás stabil pályán maradt a központi csillag körül, arra utal, hogy a forró Jupiter egy dinamikailag stabilnak mondható utat választott magának a befelé történő vándorlás folyamához. A rendszer vizsgálata mindemellett fontos információkat árul el a bolygókeletkezés időskálájáról, és a protoplanetáris korongban zajló fizikai folyamatokról.
A különös bolygórendszert vizsgáló kutatócsoport számára továbbra is kérdéses, hogy mi teszi a WASP-132-rendszert a többi, forró Jupitert tartalmazó csillagrendszertől különbözővé, így ennek felderítése mind elméleti, mind pedig mérési szinten a későbbi évekre vár. A csoport az elkövetkező időkben szeretné megvizsgálni azt, hogy milyen valószínűséggel jön létre több bolygó a forró Jupitereket tartalmazó exobolygó-rendszerekben, illetve mindezek alapján tervezi átalakítani a napjainkban használt elméleti modelleket.
A WASP-132 rendszert például a Gaia-űrobszervatórium adataiból is megvizsgálhatjuk majd a jövőben, amelynek segítségével képesek lehetünk kimutatni akár egy, a csillag környezetében keringő barna törpe jelenlétét is. A WASP-132 rendszerrel kapcsolatos felfedezés tehát tovább inspirálja a tudományos közeget arra, hogy új modelleket alkossanak a bolygók keletkezésére és vándorlására a forró Jupitereket tartalmazó exobolygó-rendszerekben.
A friss eredmények az Astronomy & Astrophysics című szaklapban jelentek meg.
A cikk forrása: https://www.space.com/hot-Jupiter-exoplanets-not-lonely-giants-WASP-132
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet