H. J. Deeg (Instituto de Astrofisica de Canarias, Tenerife, Spanyolország) és munkatársai csaknem másfél évtizeden keresztül vizsgálták a CM Draconis nevű kettőscsillagot, a rendszerben lévő lehetséges bolygó(k) megtalálásának reményében. A kérdéses csillagpáros mindkét tagja vörös törpecsillag, össztömegük még a fél naptömeget sem éri el. Ami a CM Draconist különösen vonzó célponttá tette a bolygókereső szakemberek szemében, az a pályasík hajlásszöge: a kettős rendszer keringési síkja mindössze fél fokos szöget zár be a látóirányunkkal, vagyis nagy az esély az esetleges bolygóátvonulások észlelésére. A csoport 1994 és 1999 között, több mint ezer órán keresztül monitorozta a rendszert, azonban bolygó általi fedést nem sikerült kimutatniuk.

A kutatók nem adták fel a keresést, hanem egy másik módszerhez, az ún. fényidő-effektus vizsgálatához folyamodtak. Ez a metódus igen elterjedt a kettőscsillagok vizsgálata során. Lényege röviden az, hogy a keringési periódusidő (azaz a komponensek kölcsönös fedései között eltelt időtartam) hosszútávú változását követik nyomon, az ún. O-C (ejtsd: ó mínusz cé) diagram felhasználásával. A diagram függőleges tengelyén a megfigyelt fedésmaximum-időpontok, valamint egy előre meghatározott, feltételes periódussal számolt időpontok különbsége szerepel, míg a vízszintes tengelyen az eltelt periódusok száma (az ún. ciklusszám).

Ha a feltételezett periódus értéke pontos, akkor a pontok a nulla körül szórnak, míg rosszul meghatározott periódus esetén egy pozitív vagy negatív meredekségű egyenes mentén helyezkednek el (előbbi esetben a periódus hosszabb, utóbbi esetben rövidebb a vártnál). Ha a ponthalmaz egy magasabb fokú függvénnyel írható le, akkor a periódusváltozás folyamatos, aminek már fizikai okok állnak a hátterében. Az egyik lehetséges ok a fényidő-effektus, mely egy periodikus változás, amit a kettős rendszer körül keringő harmadik komponens okozhat (a periódusidő ilyenkor folyamatos Doppler-eltolódást szenved).

A CM Draconis O-C diagramja, az illesztett periodikus és parabolikus függvénnyel (folytonos és szaggatott görbe) (Deeg és munkatársai)

A kutatócsoport összegyűjtötte az utóbbi 30 évben készült mérési eredményeket, melyeket 2000 és 2007 között készített, saját megfigyelésekkel egészítettek ki (a mérések a Kanári-szigeteken található 2,5 m-es Isaac Newton távcsővel, valamint több kisebb teleszkóppal készültek). Az így létrejövő adathalmaz felhasználásával sikerült elkészíteniük a rendszer O-C diagramját, melyen egy nagyon kis mértékű fényidő-effektust (a periodikus időpont-eltolódások értéke mindössze néhány másodperc) mutattak ki - ez pedig egy, a kettőscsillag körül keringő planéta jelenlétére utal.

A CM Draconis most felfedezett bolygója egyben az első olyan exoplanéta, ami egy kettőscsillag mindkét tagja körül kering - az eddig kettős vagy többes csillagrendszerekben talált bolygók csak az egyik komponens körül keringenek (van egy másik, hasonló jelölt, a 2005-ben talált HD20206c - ennek jelenleg becsült tömege alapján azonban még nem sikerült eldönteni, hogy bolygóról vagy barna törpecsillagról van-e szó).

Fantáziakép a CM Draconis bolygójáról (G. Perez, SMM/IAC)

A helyzet a CM Draconis kísérője esetében sem teljesen egyértelmű, az illesztések ugyanis kétféle eredményt is lehetővé tesznek. Az egyik szerint a planéta 1-2 jupitertömegű, keringési periódusa nagyjából 18,5 év. A másik megoldás szerint viszont egy ennél jóval hosszabb, többszáz év keringési idejű kísérő található a rendszerben, melynek tömege legalább 1,5 jupitertömeg (a felső korlátra ebben az esetben a kutatók kb. 100 jupitertömeget adtak meg, ennél nagyobb méretű kísérőt ugyanis közvetlenül is ki tudtak volna mutatni a képeken - ez alapján viszont a harmadik komponens akár egy kis méretű csillag is lehet). A becsült, hosszú periódusidők mindenesetre magyarázattal szolgálnak arra, hogy miért nem sikerült öt év alatt egyetlen fedést sem kimutatni. A pontos fizikai paraméterek meghatározásához azonban további, nagyobb felbontású műszerekkel való mérésekre van szükség.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóirat március 25-i számában jelent meg.

Bővebben, angol nyelven: ING Press Releases, 2008.03.23.