Exobolygó

bélyegkép|300px|A 2M1207 barna törpe (kék) és bolygója (2M1207 b, vörös) a VLT 2006. szeptemberi felvételén. Ez volt az első exobolygó, amelyet közvetlenül sikerült megörökíteni

bélyegkép|300px|Az évente felfedezett exobolygók számának alakulását mutató grafikon 2023-ig <li> <li> <li> <li> <li>

Extraszoláris bolygónak, vagy röviden exobolygónak nevezzük azokat a bolygókat, amelyek Naprendszerünkön kívül, vagyis idegen csillagok körül keringenek.

Évszázadokon át az exobolygók léte csak tudományos feltételezés volt, bár a csillagászok általában hittek létezésükben, gyakoriságukat és hasonlatosságukat a Naprendszer bolygóihoz teljes homály fedte, később is inkább csak a sci-fi műfajában foglalkoztak velük. Az első megerősített felfedezéseket az 1990-es évek elején tették. Az Extraszoláris bolygók enciklopédiájának (L'Encyclopédie des Planets Extrasolaires) interaktív katalógusahttps://exoplanet.eu/catalog/ 2026. február 28-i bejegyzése szerint 6256 exobolygót ismertünk 4664 bolygórendszerben, illetve 1050 több-bolygós rendszerben. Ezek között számos magyar felfedezés is volt. A 2007-ben felfedezett 60 bolygó között például hét magyar felfedezés volt.PlanetQuest - Bolygószámláló

A NASA Exoplanet Archive listája szerint az ismert exobolygók száma 5832, ez a szám a közlések alapján folyamatosan növekszik (2025. január 25.).NASA Exoplanet Archive 2025-01-25

Magyar csillagászok tervezték és üzemeltetik a HATNet távcsőhálózatot és kutatási programot, ezzel már 41 fedési exobolygót fedeztek fel. 2009-től Magyarországon kutatócsoport működik az exobolygók tulajdonságainak vizsgálatára, valamint a Piszkéstetői Obszervatórium távcsöveit korszerűsítik, alkalmassá téve őket exobolygókkal kapcsolatos észlelési munkára.

2002 óta a keresésbe amatőrcsillagászok is bekapcsolódtak, a 2008-as év júliusáig nyolc bolygót felfedezve. Eszközeink korlátai miatt évekig csak a legnagyobbak felfedezésére volt lehetőségünk, amelyek többsége a Jupiterhez hasonló gázóriás volt.

2011-ben csillagászok az exobolygók új osztályát fedezték fel, amik nem keringenek központi csillag körül. A Jupiter-méretű bolygókról úgy gondolják, hogy számuk meghaladhatja a csillagokét. Bár a magányos bolygó elképzelés már korábban megszületett, csak most sikerült ezt a gyakorlatban megfigyelni. Ez a tény befolyásolhatja a jelenlegi bolygókeletkezés modelljét is. A felfedezés egy japán-új-zélandi felmérés egyik eredményeként született, amit 2006/2007-ben végeztek a Tejútrendszer középső vidékének megfigyelésével. Ez tíz, 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 10 000-20 000 fényév távolságban vannak.Free-Floating Planets May Be More Common Than Stars 2011-05-18 A tanulmány a Nature tudományos folyóirat 2011. május 19-i számában jelent meg.

Újabb felfedezések arra mutatnak, hogy a csillagok jó része körül keringnek bolygók.The HARPS search for southern extra-solar planets XXXIV. Occurrence, mass distribution and orbital properties of super-Earths and Neptune-mass planets, M. Mayor, M. Marmier, C. Lovis, S. Udry, D. Ségransan, F. Pepe, W. Benz, J.-L. Bertaux, F. Bouchy, X. Dumusque, G. Lo Curto, C. Mordasini, D. Queloz, N. C. Santos. September 2011 A 2012-es év elején megjelent kutatási eredményekWall, Mike (11 January 2012). "160 Billion Alien Planets May Exist in Our Milky WayGalaxy". Space.com. http://www.space.com/14200-160-billion-alien-planets-milky-galaxy.html. Hozzáférés ideje: 2012-01-11.Cassan, A et al (11 January 2012). "One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations". Nature 481: 167–169. doi:10.1038/nature10684. http://www.nature.com/nature/journal/v481/n7380/full/nature10684.html. Hozzáférés ideje: 2012-01-11. arról tanúskodnak, hogy csak a Tejútrendszert számítva 160 milliárd exobolygó kering 100 milliárd csillag körül, a Napunkhoz hasonló csillagok kb. 50%-ához tartozik bolygórendszer, valamint a magányos, Naprendszerünk bolygóihoz hasonló és nagyobb tömegű olyan égitestek számát pedig, amelyek egy csillaghoz, vagy csillagrendszerhez nem tartoznak, billiókra becsülik. Mindezek, és a Tejútrendszer bolygói óriási számának felfedezése élénkítik az azon való elmélkedést, 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.Johnson, Michele (20 December 2011). "NASA Discovers First Earth-size Planets Beyond Our Solar System". NASA. http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-20-system.html . Hozzáférés ideje: 2011-12-20.Hand, Eric (20 December 2011). "Kepler discovers first Earth-sized exoplanets". Nature. doi:10.1038/nature.2011.9688.Overbye, Dennis (20 December 2011). "Two Earth-Size Planets Are Discovered". New York Times. http://www.nytimes.com/2011/12/21/science/space/nasas-kepler-spacecraft-discovers-2-earth-size-planets.html. Hozzáférés ideje: 2011-12-21. 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. Azokat a Földünkhöz hasonló tömegű égitesteket azonban, amelyek fehér törpék körül keringenek, vagy a térben szabadon lebegnek, általában nem nevezzük bolygóknak.

Már 2007-ben felfedeztek a Naprendszerünkhöz lényegesen közelebb, mintegy 20,5 fényévre egy, a Gliese 581 vörös törpe lakható övében keringő bolygót, majd 2011-ben tőlünk 36 fényévre a HD85512 b bolygót, valamint ugyancsak 2011-ben 600 fényévre a Kepler-22b bolygót, 2012-ben pedig, az év elején 22 fényévre a GJ 667C c bolygót, amelyek mindegyikét lakhatónak nyilvánították. Új mérőeszközök és új módszerek alkalmazásával számos hasonló felfedezésre várunk a közeljövőben (lásd az újonnan felfedezett exobolygók irodalmát).

Az exobolygókat kutató Kepler űrtávcső és a Gaia űrtávcső adatainak 2018-as elemzése alapján a tudósok arra az eredményre jutottak, hogy egyes exobolygókat akár 50 százaléknyi víz is alkothatja.Óriási meglepetésnek tartják a tudósok, hogy a Földhöz hasonlóan több vízi világ létezik. 2018-09-01

2019-ben két csillagászt fizikai Nobel-díjjal tüntettek ki a 51 Pegasi b exobolygó 1995-ös felfedezéséért.A Jupiter-mass companion to a solar-type star, Nature, Volume 378, Issue 6555, pp. 355-359 (1995 november). Ez az elsőként ismertté vált olyan bolygó, ami (a Naprendszeren kívül) a Naphoz hasonló csillag körül kering. Ez a felfedezés a csillagászat új ágához vezetett, az exobolygók szervezett kutatásához.

2023-ban a James Webb űrtávcső révén végzett kutatás szerint a 120 fényevre lévő K2-18b jelzésű exobolygón nagy valószínűséggel dimetil-szulfid is található, amit tudásunk szerint csak élőszervezetek bocsátanak ki.Az életre utaló jelet találhatott a NASA egy idegen bolygón hvg.hu, 2023. szeptember 12.

__TOC__

Felfedezésük története

A Naprendszeren kívüli bolygók létében a modern csillagászat megszületése óta szinte senki sem kételkedett (többek között Giordano Bruno világképében is helyet kaptak más csillagok körül keringő bolygók), de kutatásuk lehetősége egészen a 19. századig fel sem merült.

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. Később, az 1890-es években Thomas J. J. See a Chicagói Egyetem és az Egyesült Államok Tengerészeti Obszervatóriumának munkatársa egy nem látható test jelenlétét jelentette be, mely a rendszerben, az egyik csillag körül 36 éves periódussal kering. A feltételezett pályaadatok alapján végzett számításokból Forest Ray Moulton kimutatta, hogy a feltételezett égitest pályája nagyon instabil, így valószínűtlen. Az 1950-es és 1960-as években a Swarthmore Collegeben dolgozó Peter van de Kamp végzett megfigyeléssorozatot, ezúttal a Barnard-nyílcsillagról, melynek alapján bolygó jelenlétére következtetett. Napjaink jóval érzékenyebb megfigyelései ezen észleléseket nem erősítették meg.

Az első olyan észlelést, melyet (jóval) később sikerült megerősíteni, 1988-ban publikálta Bruce Campbell, G. A. H. Walker, és S. Yang. A γ Cephei feltételezett bolygóját a radiális sebesség-módszerrel mutatták ki, műszereik teljesítőképességeinek határán. Felfedezésükben nem lehettek teljesen biztosak, többek között az égitest tömegének pontos ismerete nélkül nem lehetett egyértelműen eldönteni, hogy bolygóval, vagy barna törpével van-e a felfedezőknek dolguk. A következő évben megerősítették a felfedezést, 1992-ben azonban újabb kételyek merültek föl. A bolygó felfedezését, jóval korszerűbb eszközökkel, 2003-ban sikerült megnyugtatóan igazolni.

1991-ben Andrew Lyne, M. Bailes és S. L. Shemar a PSR 1829-10 pulzár körül keringő bolygó felfedezését jelentették be, a pulzárról érkező rádiójelek rendszeres eltérései alapján. Bár a felfedezés nagy figyelmet kapott, állításukat hamar visszavonták.

Az első olyan exobolygót, melynek létét megerősítették, 1990-ben Aleksander Wolszczan lengyel csillagász fedezte föl az Areciboi rádiótávcső adatainak elemzésével, a PSR 1257+12 pulzár körül, szintén a pulzárról érkező rádiójelek anomáliáiból következtetve. 1992-ben Dale Frail kanadai csillagásszal újabb bolygót találtak a rendszerben, hasonló módszerrel.

Az első, normális csillag körül keringő bolygó felfedezését, az 51 Pegasi fősorozatbeli csillag körül 1995. október 6-án, a Genfi Egyetem csillagászai, Michel Mayor és Didier Queloz jelentették be, az Observatoire de Haute-Provence műszereit használva.

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 2M 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, a HR 8799 és a Fomalhaut b esetében.

Az exobolygók keresésének módszerei

thumb|300px|A fedési módszer: a sötét, saját fény nélküli bolygó átvonul a csillag előtt, egy részét kitakarva, így fényességét lecsökkentve thumb|300px|Két exobolygó fedési görbéje thumb|300px|A β Pictoris körüli protoplanetáris korong, éléről látva, a Hubble űrtávcső infravörös tartományában készült felvételén thumb|300px|A nagy tömegű kísérő bolygók változásokat okoznak a csillag sajátmozgásában

Az ilyen égitestek közvetlen megfigyelése nagyon nehéz (mivel a csillag fényereje elnyomja a megfigyelt exobolygóét), ezért eddig mindössze néhány esetben lehetett az anyacsillag körül keringő bolygót lefényképezni. 2006 szeptemberéig ezek közül csak a 2M 1207 csillag körül keringő 2M 1207b kísérő bolygó mivoltát erősítették meg független megfigyelésekkel (ha a kísérő tömege nagyobb 13 Jupiter-tömegnél, akkor barna törpéről, azaz csillagról beszélünk), a másik három rendszer még várja a megerősítést (GQ Lupi b, AB Pictoris b, SCR 1845 b, 1RXS J160929.1-210524). 2008-ban már több olyan felfedezés is történt, amikor a bolygót közvetlenül is sikerült észlelni (Fomalhaut b, HR 8799, β Pictoris b). Emiatt az ilyen rendszerek felfedezésére elsősorban indirekt módszerek léteznek.

Közvetett módszerek Fedési módszer