Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät löysivät planeetan, jolla on paksu, elämälle epäsuotuisa kaasukehä ja jäinen ydin

16. joulukuuta 2009

Tähtitieteilijät ovat löytäneet toisen supermaaksi luokitellun eksoplaneetan [1], jonka massa ja säde on pystytty määrittämään. Planeetan rakenteesta on näin saatu ratkaisevan tärkeitä vihjeitä. Kyseessä on myös ensimmäinen supermaa, jonka ympäriltä on löydetty kaasukehä. Pientä tähteä vain noin 40 valovuoden päässä meistä kiertävä eksoplaneetta avaa jännittäviä uusia näkökulmia asumiskelpoisten planeettojen etsitään. GJ1214b-niminen planeetta on noin kuusi kertaa maan massainen, ja sen sisus on luultavasti lähinnä vesijäätä. Planeetta on nähtävästi pinnaltaan varsin kuuma ja paksun kaasukehän ympäröimä, mikä tekee siitä maankaltaisen elämän kannalta epäsuotuisan.

Tähtitieteilijät kertovat Nature-lehden tämän viikon numerossa löytäneensä planeetan, joka kiertää läheistä pienimassaista tähteä nimeltä GJ1214 [2]. Kyseessä on äskettäin löytyneen Corot-7b-planeetan [3] jälkeen toinen kerta, kun avaruudesta on löydetty ylikulkeva eksoplaneetta. Ylikulku on ilmiö, joka esiintyy, kun planeetan kiertorata risteää emotähden editse. Nyt löytynyt planeetta on massaltaan maahan nähden noin kuusinkertainen ja säteeltään 2.7-kertainen. Kooltaan planeetta sijoittuu Maan ja aurinkokunnan jääjättiläisten Uranuksen ja Neptunuksen välille.

Vaikka GJ1214b on massaltaan lähes samankokoinen kuin Corot-7b, sen säde on paljon suurempi. Tämä viittaa siihen, että planeetoilla on hyvin erilainen koostumus. Corot-7b:n ydin on luultavasti kiveä ja pinta mahdollisesti laavan peitossa, kun taas kolme neljäsosaa GJ1214b:stä on tähtitieteilijöiden arvion mukaan vesijäätä ja loput piitä ja rautaa.

GJ1214b kiertää emotähtensä ympäri kerran 38 tunnissa vain noin kahden miljoonan kilometrin etäisyydellä eli 70 kertaa lähempänä kuin Maa Aurinkoa. ”Koska planeetta on niin lähellä emotähteään, sen pinnan on oltava lämpötilaltaan noin 200-asteinen eli liian kuuma, jotta vesi voisi olla nestemäisessä olomuodossa”, sanoo löydöksestä raportoivan artikkelin pääkirjoittaja David Charbonneau.

Kun tähtitieteilijät vertasivat GJ1214b:n mitattua sädettä planeettojen teoreettisiin malleihin, he havaitsivat, että havaittu säde ylittää mallien ennusteet. Tähden valoa himmentää jokin muukin kuin planeetan kiinteä pinta: ympäröivä, noin 200 km paksu kaasukehä. ”Kaasukehä on paljon Maan ilmakehää paksumpi, joten korkea paine ja valon puuttuminen sulkevat pois elämän mahdollisuuden meidän tuntemassamme muodossa. Olosuhteet ovat silti hyvin mielenkiintoiset, sillä ne saattavat mahdollistaa hyvinkin monimutkaisen kemian”, Charbonneau jatkaa.

”Koska planeetta on niin kuuma, sen kaasukehän täytyy olla varsin nuori. GJ1214b merkitsee ensimmäistä mahdollisuutta päästä tutkimaan vastamuodostunutta kaasukehää, joka verhoaa toista tähteä kiertävää planeettaa. Koska planeetta on niin lähellä meitä, sen kaasukehää voidaan tutkia nykyisillä välineillä”, lisää tutkimusryhmän jäsen Xavier Bonfils.

Planeetta havaittiin ensimmäisen kerran ylikulkevana kohteena MEarth-hankkeen yhteydessä. Siinä seurataan noin 2 000:ta pienimassaista tähteä, joista etsitään eksoplaneettojen ylikulkuja [4]. Tähtitieteilijät tarvitsivat kuitenkin ESOn La Sillassa sijaitsevaan 3,6-metriseen teleskooppiin liitetyn HARPS-spektrografin havaintotarkkuutta pystyäkseen vahvistamaan GJ1214b:n planeetaksi ja määrittämään sen massan (niin kutsutulla Doppler-menetelmällä). Vakaudeltaan ja tarkkuudeltaan ylivertainen HARPS on maailman menestyksekkäin pienten eksoplaneettojen paikallistaja.

”Tämä on toinen supermaaksi luokiteltu eksoplaneetta, jonka massa ja säde on onnistuttu selvittämään. Näiden tietojen avulla pystyimme puolestaan määrittämään planeetan tiheyden ja tekemään päätelmiä sen sisäisestä rakenteesta. HARPSin tuottamalla datalla oli näissä karakterisoinnissa ratkaiseva merkitys”, lisää artikkelin toinen kirjoittaja Stephane Udry.

”Tiedot näiden kahden planeetan koostumusten välisistä eroista ovat hyödyksi myös etsittäessä asumiskelpoisia planeettoja”, Charbonneau toteaa. Jos supermaita ympäröi samankaltainen kaasukehä kuin GJ1214b:tä, ne ovat luultavasti maankaltaisen elämän kehittymiselle epäsuotuisia.

Lisähuomiot

[1] Supermaaksi kutsutaan planeettaa, jonka massa on 1–10 kertaa Maan massa. Eksoplaneetta on planeetta, joka kiertää jotakin muuta tähteä kuin Aurinkoa.

[2] GJ1214-tähti on viisi kertaa pienempi ja absoluuttiselta kirkkaudeltaan kolmesataa kertaa himmeämpi kuin Aurinko.

[3] Corot-7b on tunnetuista eksoplaneetoista pienin ja emotähteään nopeimmin kiertävä. Planeetan tiheys on melko lähellä Maan tiheyttä, mikä viittaa siihen, että se on rakenteeltaan kiinteää kiveä. Tämän CoRoT-satelliitin havaitseman ylikulkevan kohteen todellinen laatu selvisi vasta HARPS-spektrografin avulla (ESO 33/09).

[4] MEarth-hankkeessa käytetään kahdeksaa pientä, halkaisijaltaan noin 40 cm:n teleskooppia, jotka sijaitsevat Mount Hopkins -vuorella Arizonassa. Hankkeessa etsitään tähtiä, joiden kirkkaus muuttuu. Tavoitteena on löytää emotähtensä editse risteävä eli ylikulkeva planeetta. Tällaisen minipimennyksen aikana planeetta himmentää emotähteään peittämällä pienen osan sen valosta. NASAn Kepler-luotain etsii niin ikään ylikulkujen perusteella Maan kokoluokan planeettoja, jotka kiertävät auringonkaltaisia tähtiä. Niiden aikaansaama himmeneminen on kuitenkin vain yhden kymmenestuhannesosan luokkaa. Himmenemisen havaitsemiseen tarvitaan niin suurta tarkkuutta, että tällaiset planeetat voidaan havaita vain avaruudesta käsin. Sen sijaan pienen punaisen kääpiön yli kulkeva supermaa saa aikaan suhteellisesti suuremman kirkkauden vähenemisen, joka voidaan havaita maanpinnalta käsin.

Lisätietoa

Hankkeen tutkimustulokset on esitelty Nature-lehdessä tällä viikolla ilmestyvässä artikkelissa (”A Super-Earth Transiting a Nearby Low-Mass Star”, David Charbonneau et al.).

Tutkimusryhmään kuuluvat David Charbonneau, Zachory K. Berta, Jonathan Irwin, Christopher J. Burke, Philip Nutzman, Lars Buchhave, David W. Latham, Ruth A. Murray-Clay, Matthew J. Holman ja Emilio E. Falco (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Yhdysvallat), Christophe Lovis, Stéphane Udry, Didier Queloz, Francesco Pepe ja Michel Mayor (Observatoire de Genève, Sveitsi), Xavier Bonfils, Xavier Delfosse, and Thierry Forveille (Université Joseph Fourier – Grenoble 1/CNRS, LOAG, Grenoble, Ranska) ja Joshua N. Winn (Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, MIT, Cambridge, Yhdysvallat).

ESO (European Southern Observatory, Euroopan eteläinen observatorio) on tähtitieteen keskeinen eurooppalainen hallitustenvälinen organisaatio. Se on tuottavuudella mitattuna maailman johtava tähtitieteellinen observatorio. Sen toimintaa tukee 14 maata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekki. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maassa sijaitsevien tutkimusvälineiden kehittämiseen, rakentamiseen ja toimintaan. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä tärkeitä tieteellisiä havaintoja. ESOlla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämisessä. ESOlla on Chilessä kolme huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESOlla on Paranalissa VLT-teleskooppi (Very Large Telescope), maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, sekä VISTA, maailman suurin kartoituskaukoputki. ESO on maailman suurimman tähtitieteen alan projektin, täysin uudenlaisen ALMA-teleskoopin, eurooppalainen yhteistyökumppani. ESO suunnittelee 42-metristä E-ELT-teleskooppia (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, eurooppalainen erittäin suuri optinen/lähi-infrapuna-alueen teleskooppi), josta tulee maailman suurin tähtitaivasta tarkkaileva silmä.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• Lisätietoja: mediapaketti eksoplaneetoista (PDF)

Yhteystiedot

Stéphane Udry
Geneva University, Switzerland
Geneva, Switzerland
Puh.: +41 22 379 2467
Sähköposti: stephane.udry@unige.ch

Xavier Bonfils
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 / CNRS, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), France
France
Puh.: +33 47 65 14 215
Sähköposti: xavier.bonfils@obs.ujf-grenoble.fr

David Charbonneau
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, USA
Puh.: +1 617 496 6515
Sähköposti: dcharbon@cfa.harvard.edu

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media