A távcső feltalálása után nem kellett sok idő ahhoz, hogy rájöjjünk, a Jupiter a legnagyobb bolygó a Naprendszerben, így közel 400 évig ez volt a legnagyobb bolygó, amit ismertünk. Mostanra azonban, köszönhetően a csillagászat fejlődésének, bolygók ezreit ismerjük már, amelyek közül néhány még a Jupiter méretrekordját is megdönti. De mekkora a legnagyobb bolygó, amit eddig valaha felfedeztük – és melyiknek van a legnagyobb tömege? Bár viszonylag egyszerű kérdésekről van szó, a válasz mégsem az, a világűr ugyanis sokkal furfangosabb hely, mint azt elsőre gondolnánk.

Bármennyire is furcsa, először azt érdemes tisztázni, hogy egyáltalán mit értünk a bolygó fogalma alatt – hiszen ez határoz meg mindent. Bolygónak tekintünk minden olyan jelentősebb tömegű égitestet, amely egy csillag vagy egy csillagmaradvány körül kering, emellett azonban három további kritériumnak is meg kell felelnie. Az égitest elegendően nagy tömegű kell legyen ahhoz, hogy kialakuljon a hidrosztatikai egyensúlyt tükröző közel gömb alakja, viszont nem lehet elég nagy tömegű ahhoz, hogy belsejében meginduljon a magfúzió, és ezáltal saját fénye legyen, továbbá gravitációja elég nagy kell legyen ahhoz, hogy képes legyen megtisztítani saját pályáját az űrtörmelékektől. A Plútó például az utóbbinak nem felelt meg, így 2006. augusztus 24-től már csak törpebolygóként tartjuk számon – de mi a helyzet a másik véglettel?

Azt ugyanis könnyen meg tudjuk határozni, hogy egy égitest mikor nem elég nagy ahhoz, hogy bolygóként hivatkozzunk rá, de mi van az óriásbolygókkal – mikor lesz egy égitest túl nagy ahhoz, hogy már bolygóként hivatkozzunk rá? A legjobb példát erre az esetre a barna törpék adják. Ezek olyan égitestek, melyek tömege túl kicsi ahhoz, hogy a belsejükben stabil hidrogén–hélium magfúzió jöjjön létre, és így valódi csillagokká váljanak. Más fúziók azonban már képesek bekövetkezni belsejükben, hiszen tömegük hatalmas – hívja fel a figyelmet az IFL Science.

A barna törpék tömege a vörös törpecsillagok és az óriásbolygók tömege közé illeszthető be. A keletkezési modellek alapján kialakulásuk közben valamikor a magjukban beindult a magfúzió, de ezekben az esetekben nem hidrogén, hanem „csak” lítium- vagy deutériumfúzióról beszélhetünk, aminek eléréséhez már 13 jupitertömeg is elegendő, ez jelöli ki alsó tömeghatárukat. Ez a magfúzió a barna törpék esetében körülbelül 100 ezer évig képes kitartani, ami csillagászati időskálán mérve csak egy epizódszerű időszak. Bár egyes csillagászok szeretnék, hogy a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) a barna törpéket is a bolygók kategóriájába sorolja, ezeket a kérelmeket rendre elutasítják; így a legnagyobb ember által felfedezett bolygó címre a barna törpék sajnos nem pályázhatnak.

Nehéz dolgunk van

Számos más exobolygó – azaz Naprendszeren kívüli bolygó – áll azonban még a rendelkezésünkre, így könnyen hihetnénk azt, hogy bizonyára meg tudják mondani a csillagászok, ezek közül melyik az eddigi legnagyobb sugarú és tömegű – a helyzet azonban az, hogy ez nem így van. Az exobolygók tömegére vonatkozó becsléseinkben ugyanis nagy a bizonytalanság, és még nagyobb, ha a méretükről van szó. Ezek a hibasávok pedig elég nagyok ahhoz, hogy a képzeletbeli élmezőnyben átfedések történjenek, sőt sokukat nem is lehet bizonyossággal bolygónak vagy barna törpének minősíteni. Ennek ellenére azonban esélyesekről már lehet beszélni.

A GQ Lupi b lehet például az egyik ilyen, attól függően, hogy fuzionál-e deutériumot, vagy sem, tehát bolygó-e, vagy barna törpe. Az elmúlt években legalább négy kísérlet történt a sugarának megbecslésére, amelyek a Jupiter sugarának 1,8-szorosától egészen a 4,6-szorosáig terjedtek. Az égitest meghatározása elsősorban azért okoz még a legprofibb csillagászoknak és műszereknek is kihívást, mivel a GQ Lupi b még fiatal, így hőmérséklete valahol 2000 °C körül van, amiről nehéz megmondani, hogy ez még csak a keletkezési hője, vagy fúzió is zajlik a belsejében. Az égitest ráadásul olyan messze van a csillagától (3,3-szor olyan messze, mint a Neptunusz a Naptól), hogy a gravitációs hatások megfigyelésével nem tudjuk megmérni a tömegét. Pozitívum azonban, hogy egyáltalán tudunk a létezéséről, ennek oka az általa kibocsátott hő és a csillagától való távolságának kombinációja.

Biztos, ami biztos

A Földtől 358 fényévnyire található HD 100546b-vel kapcsolatban még nagyobb a bizonytalanság: a méretére, tömegére és arra vonatkozó becslések, hogy egyáltalán bolygóról van-e szó, nagyon eltérőek; a PDS 70b-vel kapcsolatban azonban már kevesebb a nézeteltérés. Az egyik becslés szerint sugara a Jupiter sugarának 2,72-szerese, ezzel erős versenyzőnek számít a legnagyobb térfogatú bolygó címéért, ha a lehetséges barna törpéket kizárjuk. Bolygóstátusza nem kérdéses, tömege valahol a Jupiter 2 és 8-szorosa között van, így nagy, de messze elmarad a lehetséges nyertesektől a legnagyobb tömegű bolygó kategóriájában.

Ugyancsak meglepően pontos információink vannak a HAT-P-67b elnevezésű bolygóval kapcsolatban is. Az előbb említettekkel ellentétben ez a bolygó a Földről nézve átvonul a csillaga előtt, így könnyebben megfigyelhető. A HAT-P-67b mérete a Jupiter sugarának 2,085-szörösére becsülhető, tömege viszont közelebb van a Szaturnuszéhoz, mint a Jupiteréhez, ami arra utal, hogy a csillagához való közelsége miatt nagyon alacsony a sűrűsége. Ha a legnagyobb tömegű bolygót keressük, a kutatás még nehezebbé válik, hiszen minden olyan objektum, amely elég tömeget hordoz ahhoz, hogy versenyben legyen, automatikusan barna törpének gyanúsítható, addig pedig, míg egy égitestet nem tudunk bizonyosan egyik vagy másik kategóriába sorolni, a fenti kérdést sem lehet kellő pontossággal megválaszolni.