A déli Repülőhal (Volans) csillagképben látszó, tőlünk csupán 35 fényévre lévő világ egészen más, mint a többi. Úgy tűnik, hogy a különös, kis sűrűségű planéta, az L 98-59 d mély magmaóceánnal és vastag, kénben gazdag hidrogénlégkörrel borított, amelynek záptojás-szaga van. „Elképesztő!” – mondja Tim Lichtenberg (University of Groningen).
Lichtenberg és munkatársai részletes számítógépes modelleket fejlesztettek ki, hogy rekonstruálják a lenyűgöző planéta több milliárd éves történetét. A modellek megalkotásához több műszer, köztük a James Webb-űrtávcső adatait használták fel. Kutatásuk eredményeit a Nature Astronomy szaklapban tették közzé. Kiderült, hogy az L 98-59 d jelű exobolygó, amely jelenleg 0,05 csillagászati egységre kering a csillagától (vagyis hatszor közelebb, mint a Merkúr a Naptól), eredetileg sokkal távolabbi pályát foglalt el. Ennek eredményeképpen a modellek szerint az olvadt belső része nagy mennyiségű ként tartalmaz.
„Úgy gondolom, hogy ez egy nagyon izgalmas tanulmány, amelyben a szerzők meggyőző magyarázatot adnak a planéta fejlődésére az elérhető megfigyelések alapján.” – mondja Yamila Miguel (Leiden Observatory), aki nem vett részt a kutatásban. „A modelljeik hatalmasak, és az adatok a James Webb-űrtávcsőtől származnak, ezért azt kell, hogy mondjam, ez nagyon szép eredmény.”
Az L 98-59 egy 12 magnitúdós vörös törpecsillag, amely körül legalább öt exobolygó kering. Közülük az első hármat a NASA TESS exobolygókereső űrtávcsöve találta 2019-ben. E három közül kiemelkedik a d jelű bolygó. Az alapján, amennyit a planéta kitakar a vörös törpe fényéből, amikor rendszeresen elhalad előtte, a kutatók kiszámították, hogy legalább 50%-kal nagyobb, mint a Föld. A tömege azonban legfeljebb kétszer akkora, ahogy azt a csillagra gyakorolt hatása bizonyítja. Ez azt jelenti, hogy a planéta sűrűsége köbcentiméterenként valahol 3 és 3,4 gramm közé esik – ez jóval kisebb, mint a hasonló méretű exobolygók sűrűsége. (A Föld esetében ez az érték körülbelül 5,5 gramm köbcentiméterenként.)
Ráadásul a James Webb-űrtávcső legújabb megfigyelései szerint a bolygó légköre jelentős mennyiségű ként tartalmaz (kén-dioxid és hidrogén-szulfid formájában). Lichtenberg elmondta, hogy normális esetben a vastag légkör nem maradna meg sokáig a közeli csillag erőteljes sugárzása miatt. „Ráadásul a kéntartalom sokkal nagyobb, mint a mi Naprendszerünkben.” – mondja. „Mindez nagyon meglepő.”
Egy magmavilág, ami a csillagtól távol alakult ki
Harrison Nicholls (University of Oxford), a kutatás vezetője szerint csak egyetlen magyarázat lehetséges: az L 98-59 d apró vasmagját mély, forró magmaóceán borítja be, amely nagy mennyiségű viszonylag nehéz elemet, például ként tartalmaz. A forró felszínen a lassú gázkiáramlás vastag, főként hidrogénből álló légkört tart fenn. Eközben a hatalmas gázburok üvegházhatása miatt a bolygó elég forró marad ahhoz, hogy több milliárd éven át szinte teljesen olvadt lehessen – magyarázta Nicholls. Az árapály-fűtés, amely a rendszerben lévő többi bolygó gravitációja miatt van, szintén szerepet játszhat ebben.
A planéta azonban lehűlt. A kutatócsoport bonyolult számítógépes modellje, amely a geológiát, a geokémiát, a légkörfizikát és a rendszer csillagának evolúcióját is figyelembe veszi, azt mutatja, hogy az L 98-59 d valószínűleg még melegebb és nagyobb is volt, amikor mintegy 5 milliárd évvel ezelőtt kialakult.
A bolygó légköri összetételét, főképp a kén bőségét az magyarázhatja, hogy a planétának illékony anyagokban gazdag környezetben kellett kialakulnia, ami csak a rendszer külső, hűvösebb részeire jellemző, ahol a nehezebb gázok megfagytak és kikristályosodtak, így könnyebben beépültek egy formálódó bolygóba. A kén tömegaránya, ami legalább 1,8%, még ebben az esetben is figyelemre méltóan magas.
A modellek továbbá azt sugallják, hogy aktív kénkörforgás zajlik a planétán. A megfigyelt kénvegyületek a csillag ultraibolya sugárzásának hatására végbemenő kémiai reakciókban jönnek létre. Ezt követően ezek a gázok csapdába esnek a mély magmaóceánban, ami pufferként őrzi meg őket, mielőtt újra felszabadulnának.
„Azt még nem tudjuk, hogy ez a forgatókönyv mennyire ritka.” – mondja Nicholls. „Az alapján, ami a modelljeinkből kiderült, és amit a bolygóformálódás fizikai folyamatairól tudunk, úgy hisszük, hogy ezek a magmaóceánok a galaxisunk exobolygóinak jelentős hányadán megtalálhatóak lehetnek.”
Világok sokfélesége
Ez a furcsa planéta „jól mutatja, milyen sokféle bolygó létezik a Naprendszeren kívül”, írja a kutatócsoport egy sajtóközleményben. „Felvetődik a kérdés: milyen más típusú bolygók várnak még felfedezésre?”
„Az L 98-59 d valószínűleg úgynevezett szub-Neptunuszként kezdte életét, de lassan átalakult, és szuperfölddé vált.” – mondja Lichtenberg.
„Ami igazán lenyűgöző, hogy az exobolygók még a felfedezésük után évtizedekkel is tartogatnak a számunkra meglepetéseket.” – monda Sara Seager (MIT), aki nem vett részt a kutatásban. „Remélhetőleg további példákkal találkozhatunk majd ebből a hidrogénben gazdag, kéntartalmú légkörrel rendelkező bolygócsoportból.”
Forrás: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/molten-sulfurous-world-blurs-exoplanet-categories/
Az eredményeket ismertető szakcikk: https://www.nature.com/articles/s41550-026-02815-8
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet