Felfoghatatlan formák, szénből álló felhők és űrbe nyúló héliumcsóvák. A NASA James Webb űrteleszkópja (JWST) az elmúlt 48 órában olyan felfedezéseket közölt, amelyek alapjaiban rengetik meg a bolygókeletkezésről alkotott eddigi tudásunkat. A középpontban egy pulzár körül keringő „citrom” és egy extrém, kétcsóvás gázóriás áll.
Kozmikus citrom: A PSR J2322-2650b rejtélye
A csillagászok – és a laikus közvélemény – legnagyobb döbbenetére a James Webb űrteleszkóp legfrissebb adatai egy olyan exobolygót tártak fel, amely dacol a fizika megszokott szabályaival. A hivatalosan PSR J2322-2650b névre keresztelt égitest nem gömbölyű, hanem a központi csillagának brutális gravitációs ereje miatt citrom (vagy rögbilabda) alakúvá torzult.
A bolygó egy pulzár, azaz egy gyorsan forgó, rendkívül sűrű neutroncsillag körül kering, méghozzá „életveszélyes” közelségben. A távolság mindössze 1,6 millió kilométer (a Föld-Nap távolság töredéke), így egy év ezen a bolygón mindössze 7,8 óráig tart. Ez a közelség és a pulzár gravitációs rángatása okozza az extrém deformációt, amelyhez foghatót korábban csak a WASP-103b esetében sejtettek, de ilyen részletességgel sosem láttak.
Gyémántok potyognak az égből?
Nemcsak a forma, hanem az összetétel is sokkolta a kutatókat. A bolygó légköre szinte kizárólag héliumból és szénből áll, nyomokban sincs oxigén vagy nitrogén, ami a bolygóformálódási modellek szerint szinte lehetetlen. A légkörben lebegő koromfelhők a mélyebb rétegekben uralkodó elképesztő nyomás hatására kristályosodnak.
A tudósok szerint ez azt jelenti, hogy a PSR J2322-2650b felszínén – vagy legalábbis a légkör mélyebb rétegeiben – konkrétan gyémánteső hullhat. Bár a Neptunusz és az Uránusz esetében is feltételeztek már hasonló folyamatokat, itt a jelenség sokkal intenzívebb és tisztább szén-környezetben zajlik.
Tylos (WASP-121b): A kétcsóvás szörnyeteg
A hét másik nagy szenzációja a már korábban is vizsgált, „Tylos” becenevű (WASP-121b) forró Jupiterhez kötődik. A friss mérések szerint a bolygó nem egyszerűen csak párolog a csillaga hőjétől, hanem két hatalmas, héliumból álló csóvát húz maga után. A James Webb megfigyelései szerint ezek a csóvák a bolygó pályájának közel 60%-át lefedik, gigantikus gázörvényt alkotva a rendszerben.
A Tylos légköre rétegzett: alul vasgőzökből álló szelek fújnak, felette nátrium, legfelül pedig a most felfedezett, szökésben lévő hélium dominál. Ez a felfedezés segít megérteni, hogyan veszítik el légkörüket a forró gázóriások, és hogyan válhatnak idővel csupasz, sziklás magokká.
A felfedezések hatása a tudományra
Ezek az eredmények azért kritikusak, mert a jelenlegi modelljeink szerint a PSR J2322-2650b-hez hasonló, szénben gazdag, de oxigénben szegény bolygók „nem létezhetnének” ilyen formában egy pulzár mellett. A felfedezés:
- Újraíratja a pulzár-bolygó rendszerek evolúciós elméletét.
- Bizonyítja, hogy az extrém gravitációs árapály-erők képesek drasztikusan megváltoztatni egy bolygó alakját és belső szerkezetét.
- Új célpontokat jelöl ki az exobolygó-légkörök kutatásában (szén-alapú atmoszférák).
Adatok és összehasonlítás
Az alábbi táblázatban összefoglaltuk a két most vizsgált extrém világ legfontosabb adatait:
| Adat | PSR J2322-2650b (Citrom-bolygó) | Tylos (WASP-121b) |
|---|---|---|
| Típus | Pulzár-bolygó | Ultra-forró Jupiter |
| Alak | Megnyúlt, citrom forma | Torzult gömb |
| Keringési idő (1 év) | 7,8 óra | 30 óra |
| Légkör fő elemei | Hélium, Szén (korom) | Vas, Nátrium, Hélium |
| Különlegesség | Gyémánteső, extrém gravitáció | Kettős héliumcsóva |
Bár a mostani felfedezéseket a NASA és nemzetközi kutatócsoportok jegyzik, a téma kiemelten fontos a magyar csillagászat számára is. A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) szakemberei, valamint az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium kutatói évek óta aktív résztvevői az exobolygók légkörét vizsgáló nemzetközi projekteknek (például a Cheops és a jövőbeli Ariel missziókban). A magyar sajtó (Feol, PC Fórum) gyors reakciója is jelzi, hogy hazánkban hatalmas az érdeklődés az univerzum legbizarrabb jelenségei iránt.
Mi jön ezután?
A csillagászok most arra készülnek, hogy a James Webb spektroszkópjával még mélyebbre tekintsenek a PSR J2322-2650b légkörében, hogy megerősítsék a gyémántkristályosodás elméletét. Ha bebizonyosodik, az az anyagtudomány számára is új távlatokat nyithat. Eközben a Tylos vizsgálata folytatódik, hogy megértsük, mennyi idő alatt „fogy el” egy ilyen bolygó légköre.
