A művész elképzelése a Jupiternél körülbelül kétszer akkora bolygó fölött mutatja meg a csillagot, amely a bolygó körül kering, és a csillag kettős társát a távolban. Köszönetnyilvánítás: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
A csillagászok felfedezték a Jupiter-olyan bolygó, amely egy közeli csillag körül kering, amely egy kettőspár, pontosan nyomon követve egy kis, szinte észrevehetetlen ingadozást a csillag mozgásában az űrben. Munkájuk során először határozták meg egy kettős csillagpár és a körülöttük keringő bolygó pályájának teljes, háromdimenziós szerkezetét. Ez az eredmény értékes, új betekintést nyújthat a bolygóképződés folyamatába – mondták a csillagászok. Ez az áttörés a National Science Foundation segítségével történt Nagyon hosszú alapvonal-tömb (VLBA).
Bár Több mint 5,000 Naprendszeren kívüli bolygók Eddig csak hármat fedeztek fel az asztrometria nevű technikával, amelyet a felfedezés előállításához használtak. A bolygót is magában foglaló kettőscsillag-rendszer háromdimenziós architektúrájának meghatározása azonban „nem érhető el másokkal exobolygó felfedezési módszerek” – mondta Salvador Curiel, a Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem (UNAM) munkatársa.
"Mivel a legtöbb csillag kettős vagy több rendszerben van, az ehhez hasonló rendszerek megértése segít általánosságban megérteni a bolygókeletkezést" - mondta Curiel.
A művész elképzelése szerint egy kis csillag (narancs) körül egy Jupiter-szerű bolygó (kék) és egy távolabbi társcsillag (piros) kering. Köszönetnyilvánítás: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
A két csillag, amelyek együttes neve GJ 896AB, körülbelül 20 fényévnyire van a Földtől. Ez csillagászati mércével mérve közeli szomszédainkká teszi őket. Vörös törpe csillagok, nálunk a leggyakoribb csillagtípus Tejút galaxis. A nagyobbik, amely körül a bolygó kering, a Nap tömegének körülbelül 44 százaléka, míg a kisebb tömege körülbelül 17 százaléka a Nap tömegének. Kb. távolság választja el őket egymástól Neptun a Naptól, és 229 évente egyszer keringenek egymás körül.
A GJ 896AB vizsgálatához a csillagászok a rendszer 1941 és 2017 között végzett optikai megfigyeléseiből származó adatokat kombinálták a 2006 és 2011 közötti VLBA megfigyelések adataival. 2020-ban új VLBA megfigyeléseket is végeztek. A kontinenst átfogó VLBA szuperéles felbontása, fantasztikus képessége a finom részletek megtekintésére, rendkívül pontos méréseket eredményezett a csillagok helyzetéről az idő múlásával. A csillagászok által végzett adatok kiterjedt elemzése feltárta a csillagok keringési mozgását, valamint közös mozgásukat az űrben.
A művész animációja egy kettőscsillagpár és egy csillag körül keringő bolygó keringési mozgását szemlélteti. Köszönetnyilvánítás: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
A bolygó létezését a nagyobb csillag mozgásának részletes nyomon követése tárta fel, amely enyhe ingadozást mutatott. A bolygó gravitációs hatása a csillagra okozza az ingadozást. A csillag és a bolygó egy közöttük lévő baricentrumnak nevezett helyen keringenek, amely a közös tömegközéppontjukat jelenti. Ha ez a hely kellően távol van a csillagtól, a csillag mozgása körülötte észlelhető.
A csillagászok számításai szerint a bolygó tömege körülbelül kétszer akkora, mint a Jupiter, és 284 naponként kerüli meg a csillagot. A csillagtól való távolsága valamivel kisebb, mint Vénusz' távolság a Naptól. A bolygó pályája körülbelül 148 fokkal dől el a két csillag pályájához képest.
„Ez azt jelenti, hogy a bolygó a főcsillag körül az ellenkező irányban mozog, mint a főcsillag körüli másodlagos csillag” – mondta Gisela Ortiz-León, az UNAM és a Max Planck Radioastronomy Institute for Radioastronomy Intézet munkatársa. "Ez az első alkalom, hogy ilyen dinamikus szerkezetet figyeltek meg egy olyan bolygón, amely egy kompakt bináris rendszerhez kapcsolódik, és amely feltehetően ugyanabban a protoplanetáris korongban alakult ki" - tette hozzá.
„Az erről és a hasonló rendszerekről szóló további részletes tanulmányok segíthetnek abban, hogy fontos betekintést nyerjünk a bolygók bináris rendszerekben való kialakulásába. Vannak alternatív elméletek a kialakulási mechanizmusra, és több adat utalhat arra, hogy melyik a legvalószínűbb” – mondta Joel Sanchez-Bermudez, az UNAM munkatársa. "Különösen a jelenlegi modellek azt mutatják, hogy egy ilyen nagy bolygó nagyon valószínűtlen egy ilyen kis csillag kísérőjeként, ezért lehet, hogy ezeket a modelleket módosítani kell" - tette hozzá.
A csillagászok szerint az asztrometriai technika értékes eszköz lesz több bolygórendszer jellemzésére. „Sokkal több ilyen munkát tudunk végezni a tervezettel Következő generációs VLA (ngVLA)” – mondta Amy Mioduszewski, a Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium munkatársa. "Ezzel talán olyan kicsi bolygókat találhatunk, mint a Föld."
A csillagászok a szeptember 1-i számában számoltak be eredményeikről Asztronómiai folyóirat.
Hivatkozás: Salvador Curiel, Gisela N. Ortiz-León, Amy J. Mioduszewski és Joel Sanchez-Bermudez „3D orbitális építészete egy törpe bináris rendszerről és bolygótársáról”, 1. szeptember 2022., Asztronómiai folyóirat.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c66
A Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet az Associated Universities, Inc. együttműködési megállapodása alapján üzemeltet.
