– Mr. Spock? – fordul Kirk kapitány a kutatótiszt felé. – M típusú bolygó, uram. Biztonságos – hangzik a válasz. A hatvanas években persze a költséghatékonyság jegyében fontos volt, hogy az Űrszekerek című amerikai scifi sorozat szereplői a lehető legtöbb alkalommal olyan bolygóra látogassanak el, melynek gravitációja a földiével egyező, légkörét pedig oxigén és nitrogén alkotja. A sorozatban az ilyen, a Földhöz sok szempontból kísértetiesen hasonlító bolygókat nevezték el M típusúnak. Sajnos a valóságban viszonylag ritkák lehetnek a hasonló bolygók, azonosításuk pedig rendkívül nehéznek bizonyul. Ám ahogy az Enterprise csillaghajó legénységét, úgy napjaink csillagászait is e bolygók felfedezésének lehetősége hozza lázba.

Miközben a csillag gravitációja hat a bolygóra, a bolygóé is a csillagra. S így ahelyett hogy azt mondanánk: a bolygó a csillag körül kering, helyesebb úgy fogalmaznunk: a két égitest a közös tömegközéppont körül kering. Sajnos ma még ritkaságszámba megy, ha véletlenül egy-egy bolygót sikerül lencsevégre kapni. A csillag ugyanis általában teljesen elnyomja a bolygóról visszaverődő fényt, így a bolygót csak a csillag fényének kitakarásával lehetne észlelni. Az eljárás egyelőre még fejlesztés alatt áll.

Ezért ma úgy fedeznek fel (leggyakrabban) exobolygót, hogy a távcsővel a csillagot figyelik meg. Amikor a csillag távolodik, színképvonalai a vörös, közeledéskor pedig a kék felé tolódnak. A Doppler-effektus következtében bekövetkező spektrális változást a csillag és a bolygó közös tömegközéppont körüli keringése okozza. Már 350 fölött jár az így felfedezett bolygók száma, noha a legtöbb a csillaga körül csupán néhány napos periódussal keringő, többszörös Jupiter-tömegű égitest. (A nagy tömegű, közeli bolygók ugyanis jobban „rángatják” a csillagot, így azokat kön nyebb felfedezni.)

Az eljárás a bolygó tömegének megadja az alsó határát, ám az égitest kiterjedéséről semmit sem árul el. Ezért jelentős előrelépés, hogy napjainkban földi és űrtávcsövekkel a bolygó csillag előtti áthaladását is megfigyelhetik. Ekkor a bolygó kismértékben kitakarja a csillagot, ezzel lecsökkenti látszó fényességét. A fénycsökkenés mértéke a bolygó átmérőjétől függ. Ha pedig ismerjük az égitest tömegét és térfogatát, abból sűrűsége meghatározható.

A francia vezetéssel megépített CoRoT űrtávcső nevéhez köthető az első olyan, a Föld tömegénél nem sokkal nagyobb tömegű exobolygó, ún. „szuper-Föld” felfedezése, melynek tömegét és átmérőjét egyaránt sikerült meghatározni. A CoRoT 7b jelű bolygó tömege alig ötszöröse a Földének, átmérője pedig bolygónk átmérőjének mindössze kétszerese lehet. Az eddig ismert exobolygók többsége a Jupiter tömegének három-négyszeresét is kitette, így igazán „földszerűnek” számít az űrtávcső által fölfedezett égitest. S ezzel új fejezet nyílt az idegen bolygók kutatásában.

Több földi teleszkóp méréseit felhasználva tavaly decemberben újabb „szuper-Föld” felfedezését jelentették be amerikai csillagászok. A Föld átmérőjének 2,7-szeresét kitevő GJ 1214b jelű bolygó tömege a Földének mindössze 6,6-szorosa. Mindez azért különleges, mert ennek alapján a bolygó átlagos sűrűsége 1,9 g/cm³-nek adódik (a Föld átlagsűrűsége 5,5 g/cm³). Mindebből a csillagászok joggal feltételezik, hogy a bolygó magját víz borítja, s ez a vízréteg adja a bolygó méretének és tömegének a nagyobb részét.

Sara Seager (Massachusetts Institute of Technology) úgy véli, egy ilyen vízi világ elsősorban a rendszer csillagától távolabb alakulhat ki mint kőzet és jég által felépített égitest. Ám az évmilliárdok alatt lehetséges, hogy csökken a bolygó pályájának átlagos sugara, így egyre inkább megközelíti a csillagot: a jég lassan megolvad, mígnem a folyékony halmazállapot válik uralkodóvá.

A szakemberek most a Hubble-űrteleszkópot szeretnék segítségül hívni. Műszereivel talán sikerülhet elemezni a GJ 1214b légkörét. Jelenlegi távcsöveinkkel ez a legtöbb, amit az exobolygókról megtudhatunk. S hogy úszkálnak-e halrajok a bolygó óceánjában? Egyszer talán az is kiderül…

Űrtávcsövek

A Föld légköre kétféleképpen zavarja a csillagászati megfigyeléseket. Egyrészt az apró légköri turbulenciák, szelek, légmozgások miatt látszólag „ugrál”, pislákol a csillag fénye. Ennek köszönhetően a hosszú expozíciós idejű felvételeken a csillag kiterjedéssel, nem pedig pontszerűen jelenik meg; ami az elérhető lehetséges felbontást jelentősen csökkenti. Ezért történhet meg, hogy bár a Föld felszínén 8–10 méter átmérőjű teleszkópok is vannak, a 2,5 méteres Hubble-űrteleszkóp felbontása felveszi velük a versenyt.

A légkör amellett az elektromágneses spektrum jelentős részét sem engedi át. A látható fény mellett a felszínről még a rádióhullámok is vizsgálhatók. A többi hullámhosszon való észleléshez azonban mindenképpen el kell hagyni bolygónk légkörét. A csillagok, gázködök, galaxisok egészen új tulajdonságaikat mutatják a nem látható fényben vizsgálódó teleszkópok számára: a csillagászok előtt egy új világ nyílik meg.

A legfontosabb, jelenleg is működő űrtávcsövek (zárójelben a vizsgált elektromágneses tartomány és a felbocsátó nemzet): Hubble (látható, amerikai) 1990, Chandra (röntgen, amerikai) 1999, XMM-Newton (röntgen, európai) 1999, WMAP (mikrohullám, amerikai) 2001, Integral (gamma, európai) 2002, GALEX (ultraibolya, amerikai) 2003, Spitzer (infravörös, amerikai) 2003, Swift (gamma, amerikai), 2004, Szuzaku (röntgen, japán) 2005, AKARI (infravörös, japán) 2006, CoRoT (látható, francia) 2006, Fermi (gamma, amerikai) 2008, Kepler (látható, amerikai) 2009, Planck (mikrohullám, európai) 2009, Herschel (infravörös, európai) 2009.