Pressemeddelelse

En trestjernet overraskelse

7. juli 2016

Da astronomerne fandt en planet i en stabil bane omkring en dobbeltstjerne ligesom Luke Skywalkers hjemplanet, Tatooine, i Star Wars filmene, var alle meget overraskede. I et stjernesystem med tre stjerner går det slet ikke. Her vil en planet meget hurtigt blive slynget væk, fordi den får en ustabil bane. Og så alligevel ikke: Det, som astronomerne hidtil har regnet for helt indlysende er nu modbevist med SPHERE instrumentet, som er tilkoblet ESOs Very Large Telescope i Chile. For første gang er der fundet en planet, som helt fredeligt kredser i en fjern bane i et trestjernesystem i kaotisk dans om hinanden. Hvordan det kan gå til er stadig ikke forklaret, men måske er systemer af den slags meget mere almindelige end vi hidtil har troet. Det nye, overraskende forskninsresultat bliver offentliggjort i tidsskriftet Science den 7. juli 2016.

Tatooine i Star Wars historierne var en mærkelig verden med to sole på himlen, men nu har astronomerne fundet en planet i et endnu mærkeligere system, hvor en observatør på planetoverfladen enten ville opleve konstant dagslys, eller se tre solopgange og tre solnedgange hver dag, afhængigt af årstiden - og det er årstider, som varer længere end et menneskes levetid.

Denne specielle verden er opdaget af et hold astronomer under administrativ ledelse af University of Arizona, og det er ESOs Very Large Telescope (VLT) i Chile, som er brugt til at tage et direkte billede af systemet. Planeten, som kaldes HD 131399Ab [1], ligner ikke nogen anden kendt verden. Den kredser om den klareste stjerne i et trestjernesystem i så langt den største kendte bane i et flerstjernesystem. Sådanne baner er ofte ustabile på grund af den indviklede og meget skiftende tyngdekraft fra de to andre stjerner i systemet. Derfor har man hidtil ment, at det var meget usandsynligt at finde planeter i stabile baner i sådan et system.

Planeten HD131399Ab er en af de yngste exoplaneter, som hidtil er opdaget. Den er kun omkring 16 millioner år gammel, og det er også en af de få, som er registreret ved en direkte optagelse. Planeten og stjernerne i systemet befinder sig 320 lysår fra os, i stjernebilledet Kentauren (Centaurus) Det er også en af de koldeste og letteste iblandt de direkte observerede planeter. Overfladetemperaturen er omkring 580 grader Celsius, og den vejer fire gange mere end planeten Jupiter.

"HD131399Ab er en af de få exoplaneter, som er observeret direkte, og det er den første i et system med så interessant en dynamisk sammensætning," sagde Daniel Apati fra University of Arizona, som er en af medforfatterne til den nye artikkel.

"I omkring halvdelen af planetens omløb, eller 'år' på 550 jordår, vil tre stjerner være synlige på himlen. De svageste to er altid meget tæt sammen, og i løbet af planetens år vil de se ud til at ændre afstand til den klareste stjerne," tilføjer Kevin Wagner, som er hovedforfatter, og den, som har opdaget HD131399Ab [2].

Kevin Wagner er PhD studerende ved University of Arizona. Han fandt planeten blandt hundreder af planetkandidater, og han stod for de opfølgende observationer, som førte til at mistanken blev bekræftet.

Det er første gang, at en exoplanet er blevet fundet med SPHERE instrumentet på VLT. SPHERE er følsom i infrarødt lys, så instrumentet kan opdage varmestrålingen fra unge planeter. Med instrumentet kan astronomerne korrigere for jordatmosfærens forstyrrelser, og stjernernes blændende lys kan fjernes, så de svagtlysende planeter kan ses.

Det er nødvendigt at følge planeten over lange tidsrum for at kunne bestemme dens bane præcist, men allerede nu ser det ud til, fra en kombination af observationer og simuleringer, at det ser nogenlunde sådan her ud: Den klareste stjerne er 80% tungere end Solen, og den har katalogbetegnelsen HD 131399A. Omkring den kredser så de mindre stjerner B og C i en afstand fra den på omkring 300 au (en au - en astronomisk enhed - er gennemsnitsafstanden imellem Jorden og Solen, 149,6 millioner kilometer). B og C kredser omkring hinanden med en indbyrdes afstand på 10 au, svarende til Saturns afstand fra Solen.

Exoplaneten HD 131399Ab kredser så om stjerne A i en bane med en radius på cirka 80 au, som svarer til det dobbelte af Plutos i Solsystemet. Det fører planeten ud i cirka en tredjedel af afstanden imellem A og parret B/C. Artiklens forfattere understreger, at der er flere mulige baner, og den endelige bestemmelse af, om systemet er stabilt over lange tidsrum må afvente en række planlagte opfølgende observationer. Her skal planetens bane gerne bestemmes mere præcist.

"Hvis planeten var længere væk fra den tungeste stjerne i systemet, ville den blive slynget helt væk," forklarede Apai. "Computersimuleringerne viser, at denne type bane kan være stabil, men hvis tingene ændres bare en smule, bliver det hele meget hurtigt meget ustabilt."

Astronomer og planetforskere er særligt interesserede i planeter i flerstjernesystemer, fordi de kan fortælle noget om, hvordan planetdannelsen foregår i ekstreme tilfælde. For os på Jorden, som kredser om en enlig stjerne som Solen, kan disse flerstjernesystemer synes meget eksotiske, men faktisk er de mindst lige så almindelige som enlige stjerner.

"Vi er ikke klar over, hvordan denne planet er endt i sin store bane i dette mærkelige system, og vi kan endnu ikke sige noget om, hvad det kommer til at betyde for vores bredere forståelse af denne slags planetsystemer, men det her viser ihvertfald, at der er mere variation derude end mange forskere ville have troet muligt," slutter Kevin Wagner. "Vi véd, at planeter i flerstjernesystemer ikke er observeret så ofte, men nu kan vi se, at der muligvis er lige så mange af dem, som der er af planeter omkring enkeltstjerner."

Noter

[1] De tre komponenter i den tredobbelte stjernesystem kaldes henholdsvis HD 131399A, HD 131399B og HD 131399C, hvor den sidste er den svageste. Planeten kredser om den klareste af stjernerne, og den har derfor fået betegnelsen HD 131399Ab.

[2] Igennem det meste af planetens år vil alle tre stjerner synes at stå tæt sammen på himlen, så der vil være en dagside og en natside, og flotte tredobbelte solnedgange og solopgange hver dag. Efterhånden som planeten bevæger sig ind imellem hovedstjernen og stjerneparret, vil de drive længere og længere fra hinanden, og på et tidspunkt går den klare stjerne ned samtidig med at de to andre står op. Det betyder, at der vil være konstant dagslys på planeten i omkring en fjerdedel af dens omløbstid, altså i cirka 140 jordår.

Mere information

Forskningsresultaterne offentliggøres i tidsskriftet Science den 7. juli 2016 i en artikel med titlen “Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System”, af K. Wagner et al.

Forskerholdet består af Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Dániel Apai (Steward Observatory and Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Markus Kasper (ESO, Garching, Tyskland), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Melissa McClure (ESO, Garching, Tyskland), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA) and Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Frankrig; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Frankrig).

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 VLT:

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark Stellar Astrophysics Centre Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 8715 5597
Mobil: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Kevin Wagner
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Tel: 00 1 (859) 609-3611
Email: kevinwagner@email.arizona.edu

Markus Kasper
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6359
Email: mkasper@eso.org

Daniel Apai
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Email: apai@email.arizona.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1624 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.