Az exobolygók kutatása során az egyik legnagyobb meglepetést az okozta, hogy a Tejútrendszer leggyakoribb bolygótípusai egyáltalán nem találhatók meg a saját Naprendszerünkben. A csillagászok előtt régóta ismert, hogy a Naphoz hasonló csillagok körül a szub-Neptunuszok (a Földnél nagyobb, de a Neptunusznál kisebb világok) és a szuper-Földek képviselik a többséget. Egy nemrégiben, 2026 májusában közzétett kutatás azonban alapjaiban írja felül azt, amit ezen égitestek belső szerkezetéről és galaktikus eloszlásáról eddig gondoltunk. A friss adatok szerint a legelterjedtebb exobolygók belső szerkezete radikálisan eltér a Föld szilárd fémmaggal jellemezhető felépítésétől, sőt, maguk a bolygótípusok is máshol tömörülnek, mint hittük.
Kozmikus keverékek szilárd mag nélkül
A tankönyvi elméletek szerint a szub-Neptunuszok és a szuper-Földek lényegében ugyanúgy alakultak ki, mint a Föld, csak a formálódásuk során vastagabb gázréteget rántottak magukra. Az Astrophysical Journal című folyóiratban megjelent új tanulmány szerint azonban a valóság ennél jóval összetettebb. A szub-Neptunuszok belsejében uralkodó extrém nyomáson és hőmérsékleten – 4000 Kelvin fok felett – a hidrogén és az olvadt szilikátok teljesen elegyednek egymással. Nem viselkednek úgy, mint a különváló olaj és víz: ehelyett egyetlen közös, kavargó folyadékká olvadnak össze.
A kutatás rávilágít, hogy ha egy formálódó bolygó a tömegének több mint egy százalékát hidrogén formájában gyűjti össze, a klasszikus, jól elkülönült fémmag kialakulása elmarad. A teljes bolygóbelső egyetlen hatalmas, örvénylő eleggyé válik, amelyben vas, szilikátok és hidrogén áramlik együtt. Emiatt a galaxis leggyakoribb bolygóinak nincs is valódi magjuk. Úgy tűnik, a Föld a jól definiált, sűrű fémmagjával inkább a kivétel, mintsem a szabály a világegyetemben.
A vörös törpék rejtélye és a McMaster kutatása
Miközben a szub-Neptunuszok belső szerkezete zavarba ejti a geofizikusokat, a galaktikus eloszlásuk is tartogatott meglepetéseket. A McMaster Egyetem kutatócsoportja a TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) űrteleszkóp mérési adatait elemezve megállapította, hogy a szub-Neptunuszok szinte teljesen hiányoznak a galaxis leggyakoribb csillagai, a közepes és késői M-törpék (vörös törpék) környezetéből. Bár a vörös törpék körül rengeteg szuper-Föld kering, a gázburokkal rendelkező szub-Neptunuszok szinte teljesen eltűnnek ezen rendszerekből.
A csillagászok korábban úgy vélték, hogy a fiatal csillagok erős sugárzása fújja le a gázburkot (fotóevaporáció), kopár szuper-Földeket hagyva maga után. A McMaster kutatói szerint azonban a valószínűbb ok az, hogy a vörös törpék körüli bolygókeletkezési folyamatok eleve nem a gázban gazdag, hanem a vízben gazdag világok kialakulásának kedveznek. Ez a felfedezés alapjaiban írja át a galaxis bolygópopulációjáról alkotott statisztikai modelleket.
A leggyakoribb exobolygó-típusok összehasonlítása
| Bolygótípus | Jellemző méret (Föld-sugárban) | Belső szerkezet | Előfordulás vörös törpék körül |
|---|---|---|---|
| Szuper-Föld | 1,0 – 4,0 (tömeg: max. 10 Föld-tömeg) | Kőzetbolygó, többnyire elveszítette az ősi hidrogénburkot | Rendkívül gyakori |
| Szub-Neptunusz | Köztes méret a Föld és a Neptunusz között | Kavargó, elegyedett folyadék (vas, szilikát, hidrogén); nincs szilárd mag | Szinte teljesen hiányzik |
Magyar vonatkozások az exobolygó-kutatásban
A távoli naprendszerek és az exobolygók belső szerkezetének modellezése a magyar csillagászati kutatásoknak is kiemelt területe. A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) munkatársai aktívan részt vesznek a nemzetközi exobolygó-kutatási projektekben és az űrtávcsövek (például a CHEOPS és a jövőbeli PLATO missziók) adatainak elemzésében. A hazai kutatók elméleti modellekkel és numerikus szimulációkkal járulnak hozzá annak megértéséhez, hogy a bolygókat alkotó anyagok hogyan viselkednek a csillagok közelében tapasztalható extrém fizikai körülmények között, támogatva a nemzetközi felfedezések pontos fizikai interpretációját.
Kilátások az űrcsillagászatban
Az új elméleti modellek tesztelése már folyamatban van. A csillagászok a James Webb űrteleszkóp (JWST), valamint a legújabb generációs földi obszervatóriumok segítségével olyan fiatal csillagrendszereket vesznek górcső alá, amelyek mindössze néhány tízmillió évesek. Ezen kozmikus „kisgyermekek” körül keringő szub-Neptunuszok légkörének és sűrűségének mérésével közvetlen bizonyítékot kaphatunk a mag nélküli, folyékony bolygóbelső meglétére, ami végleg átformálhatja a bolygórendszerek evolúciójáról alkotott képünket.
