Pressemeddelelse

Nedslag fra kometer forklarer overraskende gasklumper omkring en ung stjerne

Alma afslører en mystisk gasklump i skiven omkring Beta Pictoris

6. marts 2014

Astronmer fra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) teleskopet i det nordlige Chile har idag annonceret opdagelsen af en uventet klump af kulilte gas i den skive af støv og gas, som omgiver stjernen Beta Pictoris. Det er overraskende, idet man venter, at den slags gasser hurtigt nedbrydes af stjernens lys. Et eller andet - formentlig hyppige kollisioner med små isfyldte objekter såsom kometer - må være årsagen til, at gassen konstant efterfyldes. De nye resultater er offentliggjort i tidsskriftet Science.

Beta Pictoris er en af de nære stjerner, og den er synlig med det blotte øje på den sydlige stjernehimmel. Den er allerede udnævnt til at være et typisk eksempel på et ungt planetsystem.  Den vides at have en planet, der har en bane ca 1.2 mia km fra stjernen, og den var en af de første stjerner, der blev fundet at have en stor skive af støv omkring sig. [1]

De nye observationer fra ALMA viser nu, at denne skive er gennemsyret af kulilte gas. Ironisk nok er det tilstedeværelsen af kulilte, som er så skadelig for mennesker på Jorden, der viser, at Beta Pictoris planetsystemet faktisk kan vise sig at være et godt sted for liv.  Det komet-bombardement, som dens planeter for tiden er udsat for, kan formentlig bibringe dem livgivende vand [2].

Men kulilte brydes let og hurtigt ned af stjernens lys - det kan kun holde i omkring 100 år på det sted, det er observeret i Beta Pictoris’ skive. At man så kan se det i denne skive, der er 20 millioner år gammel, er derfor en total overraskelse. Så hvor kom det fra, og hvorfor er det stadig der?

“Medmindre vi nu observerer Beta Pictoris på et meget usædvanligt tidspunkt, så må kulilten blive kontinuert fornyet”, sagde Bill Dent, en ESO astronom ved det fælles ALMA kontor i Santiago, Chile, og førsteforfatter på artiklen, der offentligøres i dag i tidsskriftet Science. “Den hyppigste kilde til kulilte i et ungt solsystem er via kollisioner mellem isholdige objekter, fra kometer og op til planetstørrelse objekter”.

Men den hastighed, som nedbrydelsen foregår med må være meget høj: “For at få den mængde kulilte, som vi observerer, må kollisionsraten være virkelig forbløffende - en stor komet kollision hvert femte minut”, bemærker Aki Roberge, en astronom ved NASA’s Goddard forskningscenter i Greenbelt, USA og medforfatter på artiklen. “For at få det antal kollisioner må der være en meget tæt, massiv komet sværm”.

Der var endnu en overraskelse i ALMA observationerne, som ikke kun opdagede kulilten, men også kortlagde hvor den kom fra i skiven, via ALMA’s unikke evne til samtidigt at observere både sted og hastighed: Gassen er koncentreret i en enkelt kompakt klump. Denne koncentration ligger 13 mia km fra stjernen, som er omtrent tre gange længere væk end Neptun er fra Solen.  Grunden til at gassen ligger i sådan en lille klump så langt fra stjernen er et mysterie.

“Denne klump er en vigtig nøgle til at forstå hvad der sker i de yderste egne af dette unge planet system”, siger Mark Wyatt, en astronom på Cambridge Universitet i Storbritannien, og som også er medforfatter til artiklen. Han fortsætter med at forklare, at der er to måder sådan en klump kan dannes: “Enten er der tale om, at gravitationel tiltrækning fra en endnu uopdaget planet med masse svarende til Saturn får komet-kollisioner til at koncentreres til et lille område, eller der er tale om en enkelt katastrofal kollision mellem to is-holdige planeter af Mars størrelse”.

Begge muligheder giver astronomerne grund til optimisme omkring muligheden for at der er mange flere planeter, der venter på at blive opdaget i Beta Pictoris systemet. “Kulilte er kun begyndelsen - der kan være andre mere komplekse præ-organiske molekyler frigjort fra disse is-holdige objekter”, tilføjer Roberge.

For at hjælpe os med at kaste mere lys på dette spændende planet system og dermed hjælpe os til at forstå de betingelser, der var til stede ved dannelsen af vores eget solsystem, er yderligere observationer planlagt med ALMA, som fortsat er ved at øge kapaciteten til fuld styrke.

Noter

[1] Mange stjerner er omgivet af hvirvlende støvskyer i skive-formationer. De er resterne af en kaskade af kollisioner af klippestykker i bane om stjernen, lidt ligesom den opløsning, rumstationen i filmen Gravity var ude for (men på meget større skala). Tidligere observationer af Beta Pictoris er rapportere i ESO1024 og ESO0842.

[2] Kometer indeholder is af kulilte, kuldioxid, ammoniak og metan, men hoveddelen er en blanding af støv og vandis.

Mere information

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er en international astronomisk facilitet, og er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. ALMA er finansieret i Europa af European Southern Observatory (ESO), i Nordamerika af U.S. National Science Foundation (NSF) i samarbejde med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og i Østasien af National Institutes of Natural Sciences (NINS) fra Japan i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan.  ALMAs konstruktion og drift ledes på vegne af Europa af ESO, på vegne af Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som administreres af Associated Universities, Inc. (AUI) og på vegne af Østasien af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Det fælles ALMA observatorium (JAO) udbyder den samlede ledelse og administration af konstruktionen, kommisioneringen og driften af ALMA.

Denne forsaking er præsenteret i en article med titlen: “Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk” som offentliggøres i tidsskriftet Science d. 6. marts 2014.

Holdet bag består af W.R.F. Dent (Joint ALMA Office, Santiago, Chile [JAO]),M.C. Wyatt (Institute of Astronomy, Cambridge, UK [IoA]), A. Roberge (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbank, USA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, France [IPAG]), S. Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), S. Corder (JAO), J.S. Greaves (University of St. Andrews, UK), I. de Gregorio-Monsalvo (JAO), A. Hales (JAO), A.P.Jackson (IoA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Middletown, USA), A.-M. Lagrange (IPAG), B. Matthews (National Research Council of Canada, Victoria, Canada) og D. Wilner (Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge, USA).

ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der  vil blive "verdens største øje mod himlen".

Links

• Science artikel
• NRAO pressemeddelelse
• NASA pressemeddelelse
• ALMA billeder
• Yderligere information om ALMA

Kontakter

Bill Dent
Joint ALMA Office
Santiago, Chile
E-mail: wdent@alma.cl

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media