A Magyarország, illetve tucatnyi magyar kutató-fejlesztő konzorciumi tagságával, az Európai Űrügynökség (ESA) védnöksége alatt készült és működő Cheops-űrtávcső 2020 tavaszán megkezdte tudományos megfigyeléseit. Az űrtávcső elsősorban már ismert exobolygórendszereket figyel meg egyesével, ám az eddigieknél részletesebb vizsgálatokat és jóval pontosabb méréseket hajt végre.

Az űrtávcső elsőként publikált eredménye a WASP-189b, amely egy nagyon forró csillaghoz nagyon közel keringő, forró, Jupiter-típusú exobolygó. A forró csillagok körüli bolygók vizsgálata azért fontos feladat, mert körülöttük – e csillagok nagymértékű besugárzása és gyors forgása miatt – a bolygórendszerek kialakulása és fejlődése teljesen másként megy végbe, mint azt saját Naprendszerünk esetében láthatjuk. Ugyanakkor nagyon kevés olyan bolygót ismerünk, amely igazán forró csillag körül kering.

Jelenleg közel 4500 a megerősített exobolygók száma. A központi csillagok listáján a legforróbbak között pulzárokat és fehér törpéket találunk, majd a „közönséges” csillagok is megjelennek. A WASP-189 a tizedik ezen a listán, egyben a legfényesebb is, így kategóriájának igazi reprezentánsa. Bolygójának távolsága az anyacsillag sugarának mindössze négy és félszerese, így a légkörre eső besugárzás óriási.

A WASP-189 rendszer. A csillag forgása következtében kialakult geometria (balra) magyarázza a fénygörbe (középen) aszimmetriáit. Jobbra a WASP-189 rendszer csillagához és bolygójához illeszkedő méretarányban láthatjuk a Napot, a Jupitert és a Földet (ESA)

Az űrtávcső segítségével sikerült megfigyelni a bolygó áthaladását a csillag előtt, és a csillag mögött is. A csillag előtti áthaladás fénygörbéje a csillag gyors forgása miatt aszimmetrikus. A gyorsan forgó csillag alakja „búgócsigaszerűen” ellapul, emiatt az égitest az egyenlítőnél szélesebb és hűvösebb lesz, a pólusoknál pedig fényes folt alakul ki. Ha a csillag forgástengelyére és a bolygópályára egyaránt oldalról látunk rá, ez az átvonulás útjába eső, kitakart csillagfelület aszimmetrikus fényességeloszlásához, vagyis fénygörbe-aszimmetriához vezet. Így meghatározható a csillag és a bolygópálya kölcsönös geometriája is, ami a WASP-189b esetében lényegében merőleges helyzetet jelent: a bolygó pályája nem a Naprendszerben megismert egyenlítői síkban van, hanem a csillag pólusai fölött halad át! A fénygörbe pontos vizsgálatából, a bolygó által visszavert csillagfény elemzésével ténylegesen ki lehetett mutatni, hogy a bolygóra eső besugárzás a pólusok fölött megnő.

A csillag mögötti eltűnés alapján a bolygó méretének és hőmérsékletének pontos mérése is lehetővé vált. A WASP-189b mindig ugyanazzal az oldalával fordul a csillag felé, ezért a nappali oldal hőmérséklete nagyon magas, 3200 K körüli érték, amely kimagasló a bolygók között. Ezen a hőmérsékleten az összes elem olvadt állapotban van, és a legtöbb molekula felbomlik. Teljesen más légköri folyamatok alakítják ki e kellemetlen világ klímáját, mint a Naprendszer bármelyik égitestjén.

Így látnánk a WASP-189b bolygót a csillagáról nézve. A közepén a CHEOPS sziluettje, mintha a WASP-189b körül – képzeletbeli nézőpontunkhoz is közel – keringene (Frederik Peeters / David Ehrenreich)

A Cheops-űrtávcső még küldetésének elején jár, teljes üzemideje alatt több száz hasonló eredmény várható majd.

A közlemény alapjául szolgáló cikk az Astronomy & Astrophysics szakfolyóiratban jelent meg, vezető szerzője Monika Leindl (Observatoire de Genève, Université de Genève). A szerzőlistán található magyar kutatók: a CHEOPS Science Board magyar tagjaiként Kiss L. László, az ELKH CSFK főigazgatója és Bárczy Tamás, az Admatis Kft. ügyvezetője; a Science Team magyar tagjaként Szabó M. Gyula, az ELTE GAO igazgatója, valamint Simon Attila (Physikalisches Institut, Universität Bern), és a cikk második szerzőjeként Csizmadia Szilárd (DLR, Berlin).

Forrás: “The hot dayside and asymmetric transit of WASP-189 b seen by CHEOPS