Új Földet fedeztek fel

A csillagászat egyik legdinamikusabban fejlõdõ területe a Naprendszeren kívüli bolygók (exobolygók) kutatása. Az elmúlt körülbelül két évtizedben több mint 200 exobolygót fedeztek fel, melyek szinte mindegyike óriásbolygó, a csillagához igen közel keringõ „forró Jupiter” típusú planéta. A mûszerek és észlelési módszerek fejlõdésével egyre kisebb tömegû objektumokat sikerül észlelni, egészen mostanáig azonban nem állíthattuk, hogy a Földhöz hasonló tömegû égitestet is találtak egy Naphoz hasonló csillag körül.
A most felfedezett, eddig egyértelmûen a „legföldszerûbb” exobolygó a Gliese 518 jelzésû csillag körül kering, mely a Libra (Mérleg) csillagképben, a Földtõl 20,5 fényévre található égitest. Ezzel egyike a hozzánk legközelebbi 100 ilyen égitestnek, vagyis kozmikus értelemben „itt van a szomszédban”. A körülbelül 0,3 naptömegû, viszonylag hûvös légkörû, M3V színképtípusú csillag kora a mi Napunkéhoz hasonló, mintegy 4,3 milliárd év (a Nap körülbelül 4,6 milliárd éves).

Precízebb mérések
A Napunknál kb. 50-szer halványabb csillag körül két éve már találtak egy legalább 16 földtömegû planétát (GL 581b). Ez a Neptunuszhoz hasonló tömegû égitest 5,4 nap alatt kerüli meg csillagát. A megfigyelések alapján már ekkor is sejthetõ volt, hogy van még egy exobolygó a rendszerben – de az akkori adatok alapján ezt nem sikerült igazolni. A chilei La Sillán felállított 3,6 méteres távcsõvel, valamint a HARPS jelû spektrométerrel azonban minden korábbinál pontosabban sikerült meghatározni a Gliese 518 látóirányú sebességének változását. Egy csillag mozgását csekély mértékben a körülötte keringõ planéták is befolyásolják, enyhén ide-oda „rángatva” azt – így utalhat a csillag mozgása a körülötte keringõ objektumokra.
A detektor 3,6 km/h pontossággal képes a sebességet megállapítani – utóbbi érték egy sétáló ember sebességéhez közeli. A máig ismert 13 darab, 20 földtömegnél könnyebb exobolygó közül 11-et ezzel a rendkívül pontos berendezéssel találtak. A korábban csak feltételezett második bolygó létezését a HARPS spektrométerrel egyértelmûen sikerült bizonyítani.
A Föld nagyobb „testvére”
Az új égitest a mérések alapján viszonylag kis tömegûnek bizonyult, és mindössze 13 nap alatt kerüli meg csillagát, azaz kb. 14-szer közelebb mozog hozzá, mint ahogy a Föld járja körül a Napot. Tömege körülbelül ötszöröse bolygónkénak, átmérõje pedig közel másfélszer nagyobb a Földénél. A fenti tömeg és átmérõ a megfigyelési módszerbõl adódóan minimális értékeknek tekintendõ – azonban a statisztikai vizsgálatok azt mutatják, hogy nagy valószínûséggel ehhez közel lehetnek a valódi értékek. A jelek alapján tehát egy Földhöz hasonló, bolygónknál valamivel nagyobb planétával van dolgunk.
A csillaghoz közeli helyzete ellenére a bolygó ideális pozícióban van a felszíni víz megjelenése szempontjából. Egy ilyen vörös törpe sokkal gyengébben sugároz, mint a Nap, ezért az úgynevezett lakhatósági zóna is közelebb található hozzá, mint a Naprendszerben. A lakhatósági zóna az az elméleti tartomány egy csillag körül, amelyben a modellek alapján tartósan létezhet folyékony víz a bolygófelszínen. Ma már tudjuk, hogy a lakhatósági zóna csak durva elméleti közelítés – mégis fontos támpontot ad a kutatásokhoz.

Az élet lehetõsége
A Naprendszeren kívüli bolygók keresésének fõ hajtómotorja az élet utáni kutatás. Mivel eddig csak a földi élet példáját ismerjük, a miénkhez hasonló bolygókat keresünk, és a legfontosabb környezeti tényezõ, a folyékony víz után nyomozunk. Most is ezzel a lehetõséggel állunk szemben: bár még nem találtunk vízre utaló jeleket, az égitest keringési távolsága alapján becsült felszíni hõmérséklete elméletileg lehetõvé teszi a víz elõfordulását. A 0 és +40 °C közötti becsült felszíni hõmérséklet alapján feltehetõleg folyékony víz is van a planétán.
A következõ években feltehetõleg további részletes megfigyelések készülnek az égitestrõl. Alaposabb megismerésében az új generációs ûrteleszkópok segíthetnek sokat. Ezek spektrumfelvételeikkel elméletileg ki tudják mutatni a vízpárát a bolygó légkörében, ha valóban van benne. A légköri vízgõz forrása felszíni folyékony víz vagy jég is lehet. A további színképelemzések az atmoszférában egyéb gázok, pl. oxigén, metán jelenléte alapján nem egyensúlyi kémiai összetételre is utalhatnak – amelynek forrásaként élettevékenység is elképzelhetõ. Az exobolygó részletes tanulmányozásának kedvez, hogy viszonylag közel van hozzánk.

Az eddigi
legígéretesebb planéta
Tény, hogy a korábban felfedezett távoli planéták között eddig nem akadtunk ennyire „ígéretesre”. A korábbi legkisebb tömegû, biztosan kimutatott exobolygó az OGLE-05-390L jelzéssel ellátott planéta. Ennek minimális tömege 5,9 földtömeg, azonban annyira messze kering a csillagától, hogy felszínén szinte biztosan nincs folyékony víz. Szintén komoly „vetélytárs” a Gliese 876 körüli exobolyó 7,5 földtömeggel – ez az objektum azonban mindössze 2 nap alatt kerüli meg csillagát. E szerint nagyon közel mozog hozzá, felszíne pedig annyira forró lehet, hogy ott folyékony víz ezért nem fordulhat elõ.
A Naprendszeren kívüli eddig ismert bolygók közül az élet lehetõsége és kutatása szempontjából ez tehát az eddigi leginkább perspektivikus égitest. Mindezeken felül egy kb. 8 földtömegû harmadik bolygó is elképzelhetõ a rendszerben, amely 84 nap alatt kerüli meg a csillagot. Az elmúlt évek kutatásai alapján egyre valószínûbbnek tûnik, hogy a vörös törpecsillagok körül is gyakoriak a planéták. Ez kedvezõ jel, hiszen ezekbõl van a legtöbb a tejútrendszerben, és a hozzánk legközelebbi száz csillagból nyolcvan ilyen.  [origo]

KERET

Más bolygókon sárga vagy vörös lehet a növényzet uralkodó színe
Milyen színûek lehetnek a növények távoli világok bolygóin, amennyiben léteznek? Erre a kérdésre keresik a választ az Astrobiology folyóirat legutóbbi számában közölt tanulmányukban a NASA által támogatott amerikai kutatók. Már kétszáznál is több exobolygó létezését derítették fel csillagászati megfigyelésekkel, de a Földhöz hasonló lakható bolygót most találtak elõször. A mai technika egyelõre a nagyobb bolygók észlelését teszi csak lehetõvé. Azt azonban modellezni lehet, hogy milyen színû fényt hasznosíthatnak elsõsorban egy elképzelt csillag feltételezett bolygójának növényei. Az eredmény segíthet majd az életet hordozó exobolygók felderítésében. A növények elsõsorban azt a sugárzástartományt hasznosítják, amelybõl a legtöbb, legintenzívebb sugárzás éri õket, ez a modellezés alapfeltevése. A többi már fizika. A csillagok fénye attól függ, hogy milyen az anyagi öszszetételük. Az elemi összetétel és az alkotóelemek arányának ismeretében ki lehet számítani, milyen lesz az adott csillag fényének spektrális eloszlása, milyen intenzitású lesz egymáshoz képest pl. a vörös és a zöld fény kibocsátása. A modellezés második lépésében a bolygó atmoszférájáról kell feltevéseket tenni. El kell dönteni, hogy milyen atomokból, molekulákból állhat az atmoszféra, milyen benne az egyes összetevõk aránya. Az atmoszférán való áthaladás ugyanis megváltoztatja a csillagfény színeloszlását, mert az atmoszféra gázai eltérõ mértékben engedik át, illetve nyelik el a különbözõ színeket. A csillagfényre és a bolygó atmoszférájára tett feltevések után jól meghatározható a felszínre lejutó fény színösszetétele, intenzitáseloszlása.
Földünk növényeiben a klorofill elsõsorban kék és vörös fényt nyel el, zöldbõl jóval kevesebbet, ezért zöldek a növények. A földi atmoszférán áthatolt napsugárzásban a vörös fény a domináns, a kék és a zöld kevesebb, ezért alakult úgy, hogy a klorofill elsõsorban a vörös fényt használja fel a kémiai folyamatok energiaellátásához. Más környezetben másként alakulnak a dolgok. Van olyan baktérium, amely zavaros vizekben él, ahova kevés látható fény jut el, ezért az infravörös sugárzás hasznosítására alapozza életét.
A számításokból nemcsak az derül ki, hogy milyen színû fényt hasznosítanak egy exobolygó növényei, hanem az is, hogy melyik hullámhossztartományra nincs szükségük, melyiket verik vissza. Ez a visszavert fény adja meg látható színüket, ilyennek látjuk õket. A modellszámítások szerint reálisan számolni lehet olyan bolygók létezésével, amelyeken nem zöld, hanem sárga vagy vörös a növényzet uralkodó színe. Már tervezik azokat az ûrszondákat, amelyek néhány év múlva a siker reményében teszik lehetõvé Föld típusú, életet hordozó bolygók felkutatását. A mostani eredmények alapján olyan mûszerekkel kell majd keresni növényi élet jeleit, amelyek a zöldön kívül más színekre is érzékenyek.

[origo]