A NASA exobolygó-vadász űreszköze, a TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) egy új módszert sajátított el a Naprendszeren túli világok felfedezésére. A technika egy olyan jelenségen alapul, amelyet Einstein 1915-ös általános relativitáselmélete vezetett be, és amelyet gravitációs mikrolencsézésnek nevezünk. Ez a forradalmi megközelítés lehetővé teszi, hogy olyan égitesteket is észleljünk, amelyeket a hagyományos módszerekkel szinte lehetetlen lenne megtalálni.
A kérdéses exobolygó a Gaia23bra b nevet viseli. Ennek az égitestnek az első jeleit 2023-ban találta meg a mára már nyugdíjazott Gaia űrtávcső, amely egy mikrolencsézési esemény okozta csillagfényesedést észlelt. A felfedezés azért is figyelemre méltó, mert a TESS általában a csillagok fényének apró csökkenését figyeli, amikor egy bolygó áthalad előttük, ez a tranzit módszer.
A TESS által alkalmazott tranzit módszer elsősorban a csillagukhoz nagyon közel keringő, hatalmas gázóriások észlelésére hatékony, és általában körülbelül 150 fényévnyi keresési sugárral dolgozik. A Gaia23bra b azonban egy olyan narancssárga törpecsillag körül kering, amely a Naptól 40 000 fényévnyire található, és a bolygó tömege a Jupiter másfélszerese. Ahhoz, hogy ezt a világot megerősítsék, a TESS-nek új trükköket kellett elsajátítania.
A gravitációs mikrolencsézés és az exobolygók vadászata
A mikrolencsézés megértéséhez először is azt kell szemügyre vennünk, mit mond az általános relativitáselmélet a tömeggel rendelkező objektumok térre gyakorolt hatásáról. A tömeg elgörbíti a téridő szövetét, és a gravitáció ebből a görbületből fakad. Minél nagyobb a tömeg, annál erősebb a görbület, és így annál nagyobb a gravitációs erő.
A fény általában egyenes vonalban halad, de amikor a téridő meggörbül, a fénynek követnie kell ezt az ívet. Amikor egy háttérben lévő objektum fénye elhalad egy előtérben lévő objektum mellett, a fény meghajlik körülötte. Minél nagyobb a tömeg, és minél közelebb halad el a fény ehhez a tömeghez, annál jobban meggörbül az útja. Ez a jelenség a gravitációs lencsézés, amelyet sikeresen használnak távoli galaxisok tanulmányozására.
A bolygók tömege jóval kisebb, mint a galaxishalmazoké, de még így is képesek enyhe gravitációs lencsézési hatást kiváltani. Ezt nevezzük mikrolencsézésnek, és ez a módszer kiválóan alkalmas bolygók vadászatára. Az eddig ismert mintegy 6000 exobolygónak csak körülbelül 5 százalékát fedezték fel ezzel a technikával, szemben a TESS által használt tranzit módszerrel, amely a felfedezések 75 százalékáért felelős.
A jövő fényes a mikrolencsézés számára
A Gaia23bra b-t először akkor észlelték, amikor gravitációs lencseként viselkedett, és a Föld és egy háttérben lévő csillag közé kerülve annak fényét kissé felerősítette. Az a tény, hogy a TESS sikeresen alkalmazta a mikrolencsézést, egy új, kiegészítő exobolygó-észlelési technikát kínál, amely képes olyan bolygók felfedezésére is, amelyeket a tranzit módszer nem talál meg.
A mikrolencsézés segítségével kisebb bolygókat is találhatunk, amelyek nagyobb távolságra keringenek a csillaguktól, beleértve a lakható övezetben lévő világokat is. A mikrolencsézési események egyszeriek és nem ismétlődnek, ami azt jelenti, hogy ha egyszer megtalálunk egy ilyen bolygót, többé nem látjuk viszont. Ez a módszer azonban kiválóan alkalmas a Földhöz hasonló égitestek felfedezésére.
A jövő különösen fényes a mikrolencsézés számára, mivel ez lesz az egyik fő technikája a NASA következő nagy projektjének, a Nancy Grace Roman Űrtávcsőnek. A Roman a Tejútrendszer sűrűn lakott középpontját fogja pásztázni, ahol a mikrolencsézési események gyakoriak. A NASA tudósai szerint a Roman körülbelül 1000 mikrolencsézéses exobolygót fedezhet fel, ami teljesen új távlatokat nyit a bolygórendszerek kutatásában.
© NASA’s Goddard Space Flight Center
Forrás: Space.com ↗̱
