Pressemeddelelse

En flyvende tallerken fra det store kolde bord

Der er uventet kolde klumper i sovsen i en planetskive, fortæller ALMA

3. februar 2016

Klumperne i udkanten af den skive, hvor der dannes planeter omkring en ung stjerne er meget koldere end ventet; -266°C. Klumperne er støvkorn, og skiven har på grund af sin form fået øgenavnet Den flyvende Tallerken. Det er nye observationer med teleskoperne ALMA og IRAM, som med en ny teknik har givet astronomerne denne kolde opdagelse, som måske betyder, at teorierne for skivedannelse skal revideres.

Det internationale forskerhold, ledet af Stephane Guilloteau fra Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux i Frankrig, har målt temperaturen af store støvkorn omkring den unge stjerne med det mundrette navn 2MASS J16281370-2431391 i himmelområdet spectacular Rho Ophiuchi, hvor der lige nu sker stjernedannelse omkring 400 lysår fra os på Jorden.

Stjernen er omgivet af en skive af gasarter og støv - det, som kaldes en protoplanetarisk skive, hvor selve planetdannelsen sker. Lige denne skive ser vi næsten fra kanten, og billeder af den i synligt lys har gjort, at den bliver kaldt Den flyvende Tallerken.

Teleskopanlægget ALMA blev brugt til at observere den svage glød fra kuliltemolekylerne i skiven omkring 2MASS J16281370-2431391. Astronomerne fik meget skarpe billeder ind, og der var tydeligvis noget underligt: i nogle tilfælde så man et negativt signal! Normalt vil det være fysisk umuligt, men i dette tilfælde er der en forklaring, og en overraskende konklusion.

Hovedforfatteren til artiklen Stephane Guilloteau fortæller: "Denne skive ser vi ikke imod en sort og tom nattehimmel, men som silhouet foran de lysende dele af Rho Ophiuchi-gaståen. Med ALMA ser vi ikke den diffuse glød fra tågen, men stoffet i skiven opsuger tågens lys. Det negative signal betyder så, at dele af skiven er koldere end baggrunden. Jorden befinder sig helt bogstaveligt i skyggen af Den flyvende Tallerken!"

Målingerne fra ALMA blev kombineret med observationer af baggrundsskæret fra det 30 m store IRAM-teleskop i Spanien[1]. Ud fra dette kan man udlede en temperatur for støvkornene på kun -266°C, altså 7 grader over det absoluttte nulpunkt, det, som kaldes 7 Kelvin. Det gælder for støvkorn, som er omkring 15 milliarder kilometer fra den centrale stjerne[2]. Det er første gang, det er lykkedes at måle temperaturen direkte for sådanne store støvkorn (de er omkring 1 millimeter i gennemsnit) i en skive.

Den målte temperatur er meget lavere end hvad de nuværende teoretiske modeller forudsiger (-258 til -253°C, eller 15-20 Kelvin). Forklaringen må være, at de store støvkorn må have andre egenskaber, end hvad vi har regnet med indtil nu - ellers ville de ikke kunne blive så kolde.

"Vi skal have fundet ud af, hvordan denne opdagelse påvirker vores viden om protoplanetariske skiver. Hvilke typer af støv kan have disse lave temperaturer? Vi har nogle få ideer - for eksempel at temperaturen afhænger af kornstørrelsen, så de store korn altid er koldere end de små, men det er for tidligt at sige noget med sikkerhed," tilføjer medforfatter Emmanuel di Folco (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux).

Hvis det viser sig, at så lave støvtemperaturer er det normale i protoplanetariske skiver, kan det have mange konsekvenser for vores forståelse af, hvordan skiverne dannes og udvikler sig.

Forskelle i støvpartiklernes egenskaber vil for eksempel påvirke, hvad der sker når partiklerne kolliderer, og dermed hvordan større klumper bygges op til hele planeter. Om temperaturforskellene så faktisk har nogen betydning, kan man endnu ikke afgøre.

Lave støvtemperaturer kan også have stor betydning i de mindre støvskiver, som også findes. Hvis disse små skiver viser sig hovedsagelig at bestå af større og dermed koldere korn, kan skiverne indeholde en meget større mængde stof, end vi hidtil har ment, og dermed vil der kunne dannes kæmpeplaneter relativt tættere til centralstjernen, end de nuværende teorier forudser.

Det er nødvendigt med flere observationer, men det ser ud til, at det kolde støv, som ALMA har fundet, kan have vigtige konsekvenser for vores forståelse af protoplanetariske skiver i det hele taget.

Noter

[1] Målingerne med IRAM var nødvendige, fordi ALMA-anlægget ikke er bygget til at opfange det signal fra baggrunden.

[2] Det svarer til et hundrede gange afstanden imellem Jorden og Solen. I det område findes Kuiperbæltet i vores eget Solsystem.

Mere information

Forskningsresultaterne blev offentliggjort i en artikel med titlen “The shadow of the Flying Saucer: A very low temperature for large dust grains”, af S. Guilloteau et al., i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics Letters.

Forskerholdet består af S. Guilloteau (University of Bordeaux/CNRS, Floirac, Frankrig), V. Piétu (IRAM, Saint Martin d’Hères, Frankrig), E. Chapillon (University of Bordeaux/CNRS; IRAM), E. Di Folco (University of Bordeaux/CNRS), A. Dutrey (University of Bordeaux/CNRS), T.Henning (Max Planck Institute für Astronomie, Heidelberg, Tyskland [MPIA]), D.Semenov (MPIA), T.Birnstiel (MPIA) and N. Grosso (Observatoire Astronomique de Strasbourg, Strasbourg, Frankrig).

­ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

Institut de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM) understøttes af INSU/CNRS (Frankrig), MPG (Tyskland), og IGN (Spanien).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

 

Links

• Fotos af ALMA
• Den originale artikel

Kontakter

Stephane Guilloteau
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
Email: stephane.guilloteau@u-bordeaux.fr

Emmanuel di Folco
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux
Floirac, France
Email: emmanuel.di-folco@u-bordeaux.fr

Vincent Pietu
IRAM
Grenoble, France
Email: pietu@iram.fr

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

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1604 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.