A kutatók az Astrophysical Journal Letters című szaklapban számoltak be a megfigyeléseikről. A Nagy Binokuláris Távcsővel (Large Binocular Telescope, LBT) végzett további vizsgálatok megerősítették, hogy a planéta egy fiatal, kis tömegű csillag körül kering, nagyjából 112 fényévre tőlünk. Az égitest fényessége alapján a kutatók megbecsülték a tömegét: a bolygó körülbelül 2,8 jupitertömegű.
Az RX J0534b nagyjából 14 csillagászati egységre kering a csillagtól. A Naprendszerre vonatkoztatva ez olyan, mintha a Szaturnusz és az Uránusz között lenne. Ez az első közvetlenül lefotózott bolygó, amely 50 csillagászati egységen belül kering egy M típusú csillag körül.
A James Webb-űrtávcső 2024 októberében figyelte meg a rendszert a közeli infravörös kamerájával, valamint egy koronagráf segítségével, amely kitakarja a csillag fényét, így láthatóvá teszi a körülötte keringő halványabb égitesteket is. A kamera két különböző hullámhosszon (2 és 4,44 mikron) készített felvételeket. A fénypont csak a hosszabb hullámhosszú képen jelenik meg, ami összhangban áll egy bolygótömegű objektum jelenlétével. Megvan azonban annak a lehetősége is, hogy a fénypont csak egy független forrás a háttérben. A James Webb-űrtávcső megfigyelései után 16 hónappal a Nagy Binokuláris Távcsővel készített felvételek megerősítették, hogy a fénypont valóban az RX J0534-el együtt mozgott az égen.
A csillag egy M3 színképtípusú törpecsillag, amelynek tömege 43%-a a Napénak. A beta Pictoris mozgási halmaz tagja: ez fiatal csillagok csoportja, amelyek eredete közös, és együtt mozognak a térben. A csillagászok ebből tudják, hogy a csillag kora 18 és 26 millió év között van. Elég fiatal ahhoz, hogy az esetleges bolygói megőrizzék a kialakulásukkor felhalmozódott hőt, és infravörös hullámhosszon erősen sugározzanak. A kutatók a bolygó infravörös fényességét és a csillag becsült korát összevetették a bolygóevolúciós modellekkel, hogy megbecsüljék a tömegét. A kapott eredmény nehezen magyarázható.
A csillagászok szerint az óriásbolygók általában magakkréció útján jönnek létre. Ilyenkor az ütköző porrészecskékből és kőzetekből szilárd bolygómag jön létre. Ez a mag elég nagy tömegűvé válik ahhoz, hogy befogja a csillag korongjának gázanyagában lévő hidrogént és héliumot, ebből építi fel a bolygó gázrétegeit. Az idő itt kritikus tényező, mivel a gázkorongnak limitált az élettartama.
A kisebb tömegű csillagok korongjában ráadásul kevesebb gáz és szilárd szemcse található. „Gyakran tapasztaljuk, hogy a magakkrécióval magyarázott bolygók esetében 100%-nál nagyobb bolygóképződési hatékonyságot kell feltételeznünk, aminek nincs értelme” – mondja George Dransfield exobolygó-kutató (Oxfordi Egyetem, Egyesült Királyság). „Két lehetőség marad a számunkra: vagy a magakkrécióról alkotott ismereteink hiányosak, vagy egy másik bolygóképződési módszert kell feltételeznünk ezekre a ritka bolygó–csillag kombinációkra.”
A magakkréciós forgatókönyv legerősebb alternatívája a gravitációs instabilitás. Egy fiatal protoplanetáris korong nagy tömegű, hűvös térségei instabillakká válhatnak, és közvetlenül egy újszülött bolygóvá omolhatnak össze. Általában azonban ez a gravitációs instabilitás a csillagtól távolabb következik be, és az RX J0534b-nél jóval nagyobb tömegű égitesteket hoz létre. A kis tömegű korongokban emellett a gravitációs instabilitás valószínűsége is kisebb.
Ez még nem minden: a James Webb-űrtávcső rövidebb hullámhosszú felvétele halvány, szórt fényt tárt fel a csillag körül, ami összhangban áll egy, a csillagtól 79 csillagászati egységre lévő törmelékkoronggal. A gáztartalmú protoplanetáris korongokkal ellentétben egy törmelékkorong a bolygótömegű objektumokká nem fejlődött égitestek közötti ütközések törmelékéből áll. A korong élesen körülhatárolt belső széle arra utal, hogy bolygók alakították ki. Az RX J0534b viszont ahhoz túlságosan szűk pályán van, hogy felelős lehetne érte, ami felveti annak a lehetőségét, hogy további, kisebb tömegű bolygók lehetnek közötte és a távoli korong között, amiket eddig nem vettünk észre.
A kutatók a tervek szerint újabb felvételeket készítenek a planétáról, hogy jobban megismerjék a pályáját, meghatározzák a tömegét, valamint azt, hogy a pályája milyen szögben áll a törmelékkoronghoz képest. A rendszer elemzéséhez az is fontos lesz, hogy a jövőben fognak-e még találni óriásbolygókat más M típusú csillagrendszerekben.
Ahogy a Webb-űrtávcső folytatja a közeli fiatal csillagok felmérését, a Roman-űrteleszkóp pedig nekiáll a hűvös bolygók keresésének, a csillagászok megtudhatják, hogy az RX J0534b egyedülálló planéta-e, vagy egy olyan populáció tagja, amely csak most kezd a figyelem középpontjába kerülni. Ez a bolygó jól példázza, hogy a Webb-űrtávcső nem csak felfedezéseket kínál, de lehetőséget ad arra is, hogy a bolygóképződési modelleket új szempontból teszteljék.
Forrás: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/how-can-a-puny-star-make-a-giant-planet/
A felfedezésről beszámoló szakcikk: https://arxiv.org/abs/2609.20748
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet