Új bolygó a láthatáron?

Hogyan születnek a csillagok és a bolygók? Lehet élet a Földön kívül? Ismét bekövetkezhet egy ősrobbanás? Ezekre a kérdésekre kértünk választ egy nemzetközileg elismert magyar csillagásztól.

Gázból és porból álló örvényt fedezett fel egy fiatal csillag körülgy egy nemzetközi kutatócsoport Varga József, a hollandiai Leideni Egyetem és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, valamint  Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet csillagászának vezetésével. A kutatók szerint lehetséges, hogy a forgószélben egy születőfélben lévő bolygót is találnak. A vizsgált HD 163296 jelű égitest egy sokat tanulmányozott fiatal csillag, amely a Földtől 330 fényév távolságra, a Nyilas csillagképben helyezkedik el. Korábban a csillag körül már három nagy exobolygó jelenlétére is leltek bizonyítékot, de azok jóval távolabb találhatók a most felfedezett negyedik, feltételezett bolygónál. A bolygó- és csillagszületésekről, valamint a felfedezésről Varga Józseffel beszélgettünk.

– Miből következtettek arra, hogy egy születőfélben lévő bolygót fedeztek fel?

– A Földhöz hasonló bolygók kialakulása apró porszemek összetapadásával kezdődik. Mi egy ilyen porszemekből álló gyűrűt figyeltünk meg a megfigyelt csillag körül. Az ilyen porgyűrűk gyakran előfordulnak a fiatal csillagok körül, de a mi csillagunknál a gyűrű egyik részén egy fényesebb csomót vettünk észre. Azt gondoljuk, hogy ez a csomó egy örvény lehet, ami magába sűrűsíti a port, és ezzel megfelelő körülményeket teremt a bolygókeletkezéshez.

– Milyen technikával figyelhető meg az említett égitest, illetve milyen megfigyelések szükségesek ahhoz, hogy biztonsággal ki tudják jelenteni: egy bolygót fedeztek fel?

– A technika neve, amivel megfigyeltük ezt a csillag körüli korongot, interferometria. Ennek az a lényege, hogy nem egy, hanem egyszerre több távcsővel végezzük megfigyeléseinket, és a megfigyelt égitestről az egyes távcsövekbe érkezett fényt összekombináljuk. Így egy virtuális távcső jön létre, amelynek az átmérőjét az egész távcsőhálózat mérete szabja meg, ez pedig sokkal nagyobb lehet, mint az egyes távcsövek átmérői. Minél nagyobb az átmérő, annál jobb a felbontás, azaz annál finomabb részleteket lehet meglátni. Mivel a feltételezett bolygó mérete sokkal kisebb, mint az észlelt porcsomó, a jelenlegi műszerek által nyújtott felbontás nem elég ahhoz, hogy a porban meghúzódó bolygót kiszúrjuk. Ehhez sokkal nagyobb méretű távcsőhálózat lenne szükséges.

– Milyen feltételek szükségesek egy bolygó kialakulásához, illetve hogyan keletkeznek a csillagok?

– A csillagok gázt és port tartalmazó felhők összetömörülésével jönnek létre. A folyamat melléktermékeként keletkeznek a bolygók. A csillagkeletkezés akkor indul be, amikor a gravitáció hatására összezuhan egy csillagközi felhő. De a felhő anyagának egy része nem hullik rá a születő csillagra, hanem a csillag körül egy forgó korongba tömörül. Ebben a gázból és porból álló korongban jönnek létre a bolygók.

– Milyen műszerek állnak rendelkezésre az Európai Déli Obszervatóriumban, amelyek lehetővé teszik a professzionális megfigyeléseket?

– Az Európai Déli Obszervatórium Paranal obszervatóriumában négy darab nyolc méter tükörátmérőjű és szintén négy darab 1,8 méter tükörátmérőjű távcső található, melyeket összekombinálva interferométerként lehet használni. A hálózatot VLTI-nek (Very Large Telescope Interferometer, nagyon nagy távcső interferométer) hívják. A VLTI-n három különböző műszer található (ezek a Pionier, a Gravity és a Matisse), melyek eltérő hullámhosszakon működnek. A legújabb műszer a Matisse, ezzel tettük mi a felfedezésünket a HD 163296 jelű csillag korongjáról. A nyolcméteres távcsövek hagyományos módon, egyenként is használhatók, és számos világszínvonalú műszer van rajtuk elhelyezve. Az egyik például a Sphere, amivel nagy felbontású fényképeket lehet készíteni, kihasználva a nyolcméteres tükrök teljes felbontását az adaptív optika segítségével. Ehhez azt érdemes tudni, hogy a levegő sosem teljesen nyugodt, és a folyamatos légmozgások miatt az égitestek képe is folyamatosan változik, vibrál. Ezt szabad szemmel is észrevehetjük, amikor a csillagokat villódzó fénypontokként látjuk. A légmozgások hatását speciális optikai elemekkel küszöbölik ki, amiket adaptív optikának hívnak. Adaptív optika használata nélkül hiába van egy nyolcméteres távcsövünk, az égitesteket csupán elmosódott foltokként látnánk. Ugyan a Sphere felbontása elmarad a VLTI-műszerek élességétől, segítségével a csillag körüli korongoknak a csillagtól távolabb eső részei is megfigyelhetők. A VLTI műszereinek nagy előnye pedig az akár 140-200 m átmérőjű távcsőnek megfelelő felbontás, amivel a korongok legbelső részei tanulmányozhatók, ahol a Földhöz hasonló bolygók találhatók.

– Információim szerint a távoli bolygók úgy fedezhetők fel, hogy ciklikusan elhaladnak a csillagjaik előtt. Eddig hány ilyen bolygót fedeztek fel?

– Eddig több mint négyezer bolygót fedeztek fel. Valóban, a legtöbbet úgy találták meg, hogy újra és újra elhaladtak a csillagjaik előtt, apró fényességváltozásokat okozva. 

– Találtak már a világegyetemben olyan bolygót, ahol minden feltétel megvan ahhoz, hogy szénalapú élet kialakulhasson?

– Jó kérdés! A válasz az, hogy nem tudjuk. Találtak már jó pár olyan bolygót a Földön kívül, ami a csillaga körüli lakható zónában kering (a lakható zóna az a tartomány egy csillag körül, ahol a hőmérsékleti viszonyok lehetővé teszik a folyékony víz jelenlétét a bolygókon), valamint méretében és tömegében a Földünkhöz hasonló, de még jóval több megfigyelés szükséges ahhoz, hogy biztosan lehessen állítani egy bolygóról, hogy élet lehet rajta. Ehhez például a bolygók légköri összetételét kéne tudni megállapítani, ami a jelenlegi műszerekkel nagyon nehezen kivitelezhető.

– Kutatások szerint a világegyetem folyamatosan tágul. Elképzelhető, hogy egy idő után olyan méreteket ölt, hogy egy ponttá zsugorodik össze, majd egy ismételt nagy bumm alakul ki?

– Ez a kérdés elég távol áll a csillag- és bolygókeletkezéstől, ami a szakterületem, de azért nagy vonalakban tudok rá válaszolni. Tényleg vannak ilyen elméletek a ciklikusan táguló és összezsugorodó világegyetemről. Ami megfigyelt tény, hogy a világegyetemnek a múltban volt egy nagyon forró és sűrű állapota (a nagy bumm), és azóta tágul. Jelenleg a legelterjedtebb elmélet erre a folyamatosan, örökké táguló világegyetem modellje. A ciklikus univerzum sem elképzelhetetlen szerintem, viszont a probléma ezekkel az elmélettel az, hogy nagyon nehezen ellenőrizhetők.