AZ EXOBOLYGK SLYOM ZINA SZPHELYI DRA BORSOS DRA

AZ EXOBOLYGÓK SÓLYOM ZINA , SZÉPHELYI DÓRA , BORSOS DÓRA 10. B

BEVEZETÉS AZ EXOBOLYGÓK VILÁGÁBA • Fogalom meghatározása: Az exobolygók (extraszoláris bolygók) azok a bolygók, amelyek naprendszerünkön kívül, vagyis idegen csillagok körül keringenek. • Ezen bolygók léte évszázadokon át csak tudományos feltételezés volt. Az első megerősített felfedezésekre az 1990 -es években került sor. Az Extraszoláris bolygók enciklopédiájának (L'Encyclopédie des Planets Extrasolaires) interaktív katalógusa tartalmazta ezeket. • A NASA Exoplanet Archive listája szerint (2017. december 22. ) az exobolygók száma 3572, ez a szám folyamatosan növekszik. • Az exobolygók felfedezéséhez szükséges eszközeink korlátai miatt évekig csak a legnagyobb exobolygók felfedezésére volt lehetőségünk • (többségük a Jupiterhez hasonló gázóriás volt)

• 2011 -ben csillagászok az exobolygók új osztályát fedezték fel, amik nem keringenek központi csillag körül. (= magányos bolygó) • Ez a felfedezés 10, szabadon mozgó bolygót mutatott ki, amik nagyjából Jupiter-méretűek. • Az árva bolygónak is nevezett égitestek észlelése a gravitációs mikrolencse módszerével történt. • A most felfedezett bolygók a Földtől nagyjából 10 00020 000 fényév távolságban vannak. • Újabb felfedezések arra mutatnak, hogy a csillagok jó része körül keringnek bolygók. • A napjainkban tett kutatások élénkítik azt a feltételezést, hogy a Föld biológiai folyamataihoz hasonló élet más csillagok körül keringő bolygókon, más galaxisokban is létezhet. • Az újabb felfedezések másik jellegzetessége, hogy a talált bolygók között egyre több a Földünk nagyságához hasonló vagy még kisebb bolygó. Ezek közül egy maroknyi Földünkhöz hasonló tulajdonságokkal is rendelkezik. • Ezeket a gáz-óriásoknál sokkal kisebb méretű, aránylag kis, Földünkének csak annak néhányszorosával nagyobb tömegű exobolygókat, melyek száma statisztikai számítások alapján jóval meghaladja a bolygó óriások számát, Szuper-Földnek nevezték el.

FELFEDEZÉSÜK TÖRTÉNETE • 1855 -ben W. S. Jacob kapitány, aki a Brit Kelet-indiai Társaság Madrasi Obszervatóriumában dolgozott, a 70 Ophiuchi kettőscsillag mozgásának zavaraiból következtetett arra, hogy nagyon valószínű egy bolygószerű test a rendszerben. • Az első olyan exobolygót, melynek létét megerősítették, 1990 -ben Aleksander Wolszczan csillagász fedezte föl az Areciboi rádiótávcső adatainak elemzésével, a PSR 1257+12 pulzár körül, szintén a pulzárról érkező rádiójelek anomáliáiból következtetve. • Az első, normális csillag körül keringő bolygó felfedezését 1995. október 6 -án, a Genfi Egyetem csillagászai, Michel Mayor és Didier Queloz jelentették be. • A legelső közvetlen észlelést (a bolygó közvetlen megörökítése, infravörös tartományban) 2005 őszén az ESO VLT távcsövével a Gaël Chauvin francia csillagász vezette kutatócsoport végezte, a 2 M 1207 barna törpe bolygójáról. • 2008 -ban már több csillag körül sikerült bolygót vagy bolygókat lefényképezni. • A bolygók elmozdulását a központi csillag körül először 2008 novemberében sikerült kimutatni.

KERESÉSÜKNEK MÓDSZEREI • Közvetett módszerek: • Fedési módszer: Ha egy objektum (például bolygó, barna törpe) elhalad a csillaga előtt, akkor a csillag fényességében csökkenést lehet észlelni. A módszer csak akkor működik, ha a Földről a bolygót a napja előtt látjuk elhaladni. • • Közetlen módszerek: Képalkotás koronográffal Észlelés a csillag mellett (infravörös tartományban) űrtávcsövekkel Magas kontrasztú képalkotás • • • Egyéb módszerek: Radiális sebesség-mérés Asztrometriai módszer Gravitációs mikrolencse-hatás Gravitációs perturbáló hatás Pulzárjelek modulációja

KUTATÁS A NAPJAINKBAN • Föld bázisú programok: Az exobolygók felfedezéséhez keresőprogramokra van szükség , amik folyamatosan figyelik a bolygók keringése által kiváltott rezgéseket vagy vibrálásokat , akár évekig. Mivel a tudományterület még viszonylag fiatal , kevés a kifejezetten az exobolygók felfedezésére épített berendezés létezik. A legjelentősebb exobolygó-kereső programok között van egy magyar is , a HATNet , melynek legnagyobb eredménye egy exobolygórendszer felfedezése , melyben 11 bolygó található. Az egyre finomodó módszerek miatt az újabb programok már nagyon termékenyek, így a közeljövőben a felfedezett bolygók számának meredek emelkedésére lehet számítani. • Űrből végzett keresések: A bolygók keresése során komoly zavaró tényező a Föld légköre , ezért erre kifejlesztett műholdak indítása várható a közeljövőben. A legutolsó berendezést 2009 -ben indították el. A műhold egy lényegesen nagy teljesítményű Kepler űrtávcső , mely egyszerre akár 170000 csillagot is tud egyszerre figyelni. Az eszközzel szerencsés esetben nem csak exobolygók , de azok holdjai vagy gyűrűi is felfedezhetőek. • Tervezett keresési programok: Napjainkban a műholdak csak a Jupiter méretű bolygókat tudják felfedezni, azonban hamarosan akár a Föld méretű bolygókat is képesek leszünk megtalálni.

NEVEZÉKTAN • Az eddig felfedezett exobolygók közül sok a naphoz hasonló G, K vagy M színképtípusú fősorozati csillag körül kering. Ez azért van, mert ezen csillagok körül kerestek bolygókat a különböző keresőprogramok (ezt tartották a legvalószínűbbnek). Kisebbek a kisebb tömegű csillagok körül a bolygók kialakulásának esélyei, vagy kisebb a mérete a körülöttük keringő bolygóknak, így a földi műszerekkel nem észlelhetőek (egyenlőre). A Spitzer űrtávcső általi obszervációknak köszönhetően megállapították, hogy elpárologtatja az O színképtípusú csillagok erős csillagszele a körülöttük keringő protoplanetáris korongokat. Ez gátolja a csillagkeletkezést. Fantáziarajz: A csillag közvetlen közelében kering a nagyméretű kísérőbolygó.

OSZTÁLYOZÁS • Mérhető tulajdonságok: A legtöbb exobolygót indirekt eljárás alapján fedezik fel. Jelenlétüket gravitációs hatásuk árulja el. Ebben az esetben ismerjük a bolygópálya paramétereit, azonban a pályahajlást nem, ezáltal nem tudjuk, hogy látóirányunkhoz képest mennyire hajlik a bolygó pályájának síkja. A bolygó tömegét nem lehet pontosan meghatározni , csak alsó becsléseket adnak rá. Mikor a bolygó pályasíkja merőleges a látóirányunkra, akkor a bolygó elvonul csillaga előtt minden keringésekor. Ez esetben csillagfedést okoz, ami által megtudunk határozni egyéb paramétert (a bolygó viszonylagos tömegét, látszó méretét, sugarát, sűrűségét, anyagi összetételét). • Kiválasztási effektus: Az exobolygók nagy része nehezebb a legnehezebb planétánál a Naprendszerben, azaz a Jupiternél. Ennek a megfigyelések kiválasztási effektus az oka. A fényesebb és nagyobb tömegű bolygókat jobban észlelni tudják a műszerek a kisebbekkel ellentétben. Úgy tűnik, hogy több kis tömegű bolygó található a Naprendszerben, mint nagy. Sok bolygó a csillagához igen közel kering. A közvetlen keresési módszerek, a vakítóan fényes központi csillagoktól távolabbi bolygókat nagyobb eséllyel találják meg.

• Fontosak az olyan exobolygók a földön kívüli élet keresése szempontjából, amiknek fizikai tulajdonságai (méret, anyagi összetétel, felszíni hőmérséklet) a Földhöz hasonlóak, főleg amiatt, hogy az elsőnek észrevett planéták elég nagy része nemhogy a Földtől, de különbözik a Naprendszer többi tagjától. A Gliese 581 c az első, lakható övezetben talált bolygó , amely 20, 5 fényévnyire helyezkedik el tőlünk. Tömege ötször nagyobb a Föld tömegéhez képest, átmérője pedig 50%-kal nagyobb a Földénél. Megfelelő lehet élet számára, mivel az ottani hőmérséklet 0 -40°C között ingadozik. A Gliese 581 csillag körül összesen 3 planétát találtak, a másik kettőt a Gliese 581 b és Gliese 581 d. Az egyik egy óriásbolygó, a másik pedig szilárd felszínű. A Gliese 581 c bolygó üvegházhatása miatt nem megfelelő az élet számára. A Gliese 581 d bolygó keringési pályája ellipszis. A csillagától távol helyezkedik el, ezért rosszak a körülmények, azonban a tudósok szerint lehetséges az élet kialakulása a bolygón.

NEVEZETES EXOBOLYGÓRENDSZEREK 2000 előtt felfedezett bolygók 1992 2000 -2005 PSR 1257 12 1995 51 Peg b 1997 55 Cancri 1999 HD 209458 b 1999 ups And 2007 -2011 2001 HD 209458 b 2001 HD 28155 b 2003 PSR B 1620 -26 c 2004 Tr. ES-1 b 2005 Gliese 876 d 2012 -2015 2007 Gliese 581 c 2012 GJ 667 C 2008 HAT-P-7 b 2012 Alfa Centauri B b 2009 VL-10 b 2013 KIC 11442793 2010 2 M 044144 b 2014 Kepler -186 f 2011 Kepler 22 b 2015 Kepler 438 b és Kepler 442 b

EXOBOLYGÓK A KULTÚRÁBAN • Az exobolygók főleg a tudományosfantasztikus témajú filmekben, sorozatokban jelennek meg, mint például a Csillagok Háborúja , a Star Trek , vagy a Solaris. • A Csillagok Háborújában tömérdek ilyen bolygó szerepel, amiken különböző fajok élnek, mivel a film az egész galaxisban játszódik. A film nagy sikere miatt el is neveztek egy bolygót (HD 188753 Ab) Tatooine-nak a film alapján, mivel mindkét bolygó egén több nap is látszódik. Persze az elnevezés nem hivatalos. • A bolygók főként a furcsa fajok otthonaiként szolgálnak, viszont akár a bolygó maga egy élő intelligenciakénnt is megjelenhet.

• Az exobolygók kutatása során számos kérdés megválaszolatlan marad. A legfontosabb három kérdés van-e felszínükön élet, anyagi összetételük, és az, hogy körülöttük keringenek-e holdak. Sűrűségükből következtethetünk anyagi összetételükre, valamint jó esetben sikerült felvenni a bolygó színképét. Nagyobb részük gázóriás, a naprendszer hasonló bolygóinak mindegyike körül számos hold kering. A felkutatott exobolygók körül is keringhetnek holdak, amennyiben ezek képződése hasonlóan gyakori más rendszerekben. Élethez szükséges feltételek alakuhatnak ezeken a planétákon, mivel ezek az égitestek egy része a csillag körüli lakhatósági zónában kering. Az egyetlen akadály, hogy az élet felfedezésére még nem sikerült kellő eszközöket fejleszteni.

FORRÁSOK • http: //phl. upr. edu/projects/habitable-exoplanets-catalog • http: //astro. u-szeged. hu/ismeret/exo 2003 evk. html • http: //www. matud. iif. hu/06 aug/08. html • https: //www. csillagaszat. hu/exobolygok/20060915_hat_2. html • http: //www. mcse. hu/? option=com_mediatar&task=show&arch. ID=0370&Itemid=338 • https: //www. csillagaszat. hu/tag/exobolygok 2/https: //hu. wikipedia. org/wiki/Nevezetes_exobolyg%C 3%B 3 rendszerek_list%C 3%A 1 ja • http: //galaktika. hu/exobolygok-mint-lakhato-uj-vilagok/ • https: //www. csillagaszat. hu/hirek/asztrofizika-hirek/af-exobolygok/bolygok-minden-mennyisegben/ • http: //mek. oszk. hu/10600/10611. pdf