Lehdistötiedote

Planeettoja muodostavasta kiekosta löydetty arvoituksellisia kareita

Ainutkertaiset rakenteet on havaittu läheisen tähden ympäriltä

7. lokakuuta 2015

ESO:n VLT-teleskoopin ja NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskoopin kuvia käyttäen tähtitieteilijät ovat löytäneet aikaisemmin havaitsemattomia rakenteita läheistä tähteä ympäröivästä tomukiekosta. Tähden AU Microscopii kiekossa nopeasti liikkuvat aaltojen kaltaiset piirteet eivät muistuta mitään aikaisemmin havaittua tai edes ennustettua. Näiden piirteiden alkuperä ja luonne ovat tähtitieteilijöille uusi arvoitus ratkaistavaksi. Tulokset julkaistaan julkaisusarjassa Nature 8. lokakuuta 2015.

AU Microscopii, tai lyhyesti vain AU Mic, on nuori, lähellä sijaitseva tähti, jota ympäröi suuri tomukiekko [1]. Tällaiset pölykiekot voivat tarjota arvokkaita vihjeitä näistä kiekoista muodostuvien planeettojen syntymästä.

Tähtitieteilijät ovat etsineet AU Mic:in kiekosta merkkejä möykkymäisistä tai kaareutuneista piirteistä, jotka saattaisivat paljastaa mahdollisten planeettojen sijainnin. Vuonna 2014 he käyttivät ESO:n hiljattain VLT-teleskooppiin asennetun SPHERE-havaintolaitteen tehokkaampia suuren kontrastin kuvantamisvalmiuksia etsinnässään — ja havaitsivat jotakin perin epätavallista.

"Havaintomme ovat löytäneet jotakin odottamatonta," selittää tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja, ranskalaisen Pariisin observatorion tutkija Anthony Boccaletti. "SPHERE:n kuvat esittävät sarjaa selittämättömiä kiekossa sijaitsevia piirteitä, joilla on kaarimaisia, tai aaltomaisia, rakenteita, jotka eivät muistuta mitään koskaan aikaisemmin havaittua."

Uusissa kuvissa näkyy viisi aaltomaista kaarta eri etäisyyksillä tähdestä. Ne muistuttavat kareita vedessä. Havaittuaan piirteet SPHERE:n havaintoaineistossa tutkimusryhmä kääntyi NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskoopin aikaisemmin vuosina 2010 ja 2011 kiekosta ottamien kuvien puoleen nähdäkseen olivatko piirteet näkyvissä myös niissä [2]. He eivät vain kyenneet tunnistamaan piirteet varhaisemmissa Hubble:n kuvissa, vaan he huomasivat myös, että ne olivat muuttuneet ajan kuluessa. Kävi ilmi, että nämä kareet liikkuvat — ja ne liikkuvat nopeasti!

"Me käsittelimme Hubblen havaintoaineiston kuvat uudelleen ja meille kertyi riittävästi tietoa, jotta saatoimme jäljittää näiden outojen piirteiden liikettä yli nejän vuoden ajan," selittää tutkimusryhmän jäsen Christian Thalmann (ETH Zürich, Sveitsi). "Näin tekemällä havaitsimme, että kaaret kiitävät pois päin tähdestä nopeudella noin 40 000 kilometriä tunnissa!"

Loitompana tähdestä olevat piirteet näyttävät liikkuvan nopeammin kuin lähempänä olevat. Ainakin kolme piirrettä liikkuu niin nopeasti, että ne saattavat hyvin olla pakenemassa tähden painovoimakentästä. Tällaiset suuret nopeudet sulkevat pois mahdollisuuden, että nämä olisivat tavanomaisia planeettojen kaltaisten kiekon materiaalia häiritsevien, tähteä kiertävien kohteiden aiheuttamia kiekon piirteitä. Jonkin muun on täytynyt kiihdyttää kareita ja saada ne liikkumaan niin nopeasti, mikä tarkoittaa, että kyseessä on jotakin todella epätavallista [3].

"Kaikki tähän havaintoon liittyvä oli perin yllättävää!", kommentoi yksi kirjoittajista, yhdysvaltalaisen Eureka Scientificin Carol Grady. "Ja koska mitään tällaista ei ole milloinkaan aikaisemmin havaittu tai ennustettu teorioissa, me voimme vain esittää hypoteeseja siitä mitä me näemme ja mistä on kysymys."

Tutkimusryhmä ei kykene sanomaan varmuudella, mikä on aiheuttanut nämä arvoitukselliset kareet tähden ympärillä. He ovat kuitenkin harkinneet ja sulkeneet selityksinä pois laskuista koko joukon ilmiöitä, mukaanlukien kahden massiivisen ja harvinaisen asteroidin kaltaisen kohteen törmäyksen, joka olisi saanut aikaan suuria määriä tomua ja järjestelmän painovoiman epävakauksien aikaansaamia spiraaliaaltoja.

Muut heidän harkitsemansa ajatukset näyttävät kuitenkin lupaavammilta.

"Yksi oudon rakenteen selitys liittää ne tähden roihuihin. AU Mic on tähti, jolla on paljon roihuja. Se päästää usein valtavia ja äkkinäisiä energiapurkauksia pinnaltaan tai sen läheisyydestä," selittää yksi tutkimusjulkaisun kirjoittajista, yhdysvaltalaisen Steward-observatorion tutkija Glenn Schneider. "Yksi näistä roihuista on kenties saattanut saada aikaiseksi jotakin yhdellä planeetoista — jos siellä on planeettoja. Se on voinut esimerkiksi riistää planeetasta rajusti materiaa, joka voi nyt olla matkalla kiekon halki roihun energian kuljettamana."

"On hyvin tyydyttävää, että SPHERE on osoittautunut hyvin kyvykkääksi tutkimaan tämänkaltaisia kiekkoja ensimmäisenä toimintavuonnaan," lisää Jean-Luc Beuzit, joka on sekä yksi tämän uuden tutkimuksen kirjoittajista että johti myös  SPHERE-havaintolaitteen kehitystyötä.

Tutkimusryhmä suunnittelee jatkavansa AU Mic -järjestelmän havainnointia SPHERE:llä ja muilla laitteilla, mukaanlukien ALMA:lla, ymmärtääkseen mitä on tapahtumassa. Toistaiseksi nämä oudot piirteet säilyvät kuitenkin ratkaisemattomana arvoituksena.

Lisähuomiot

[1] AU Microscopii sijaitsee vain 32 valovuoden etäisyydellä Maasta. Kiekko koostuu pääasiassa asteroideista, jotka ovat törmänneet niin raivokkaasti, että ne ovat murjoutuneet tomuksi.

[2] Havaintoaineiston kokosi Hubble-avaruusteleskoopin Imaging Spectrograph -havaintolaite (STIS).

[3] Kiekon näkeminen sivulta aiheuttaa ongelmia sen kolmiulotteista rakennetta selvitettäessä.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii”, joka ilmestyy julkaisusarjassa Nature 8. lokakuuta 2015.

Tämän tutkimuksen kansainväliseen tähtitieteilijäryhmään kuuluvat Anthony Boccaletti (Observatoire de Paris, CNRS, Ranska), Christian Thalmann (ETH Zürich, Sveitsi), Anne-Marie Lagrange (Université Grenoble Alpes, Ranska; CNRS, IPAG, Ranska), Markus Janson (Tukholman yliopisto, Ruotsi; Max-Planck-Institut für Astronomie, Saksa), Jean-Charles Augereau (Université Grenoble Alpes, Ranska; CNRS, IPAG, Ranska), Glenn Schneider (University of Arizona Tucson, USA), Julien Milli (ESO, Chile; CNRS, IPAG, Ranska), Carol Grady (Eureka Scientific, USA), John Debes (STScI, USA), Maud Langlois (CNRS/ENS-L, Ranska), David Mouillet (Université Grenoble Alpes, Ranska; CNRS, IPAG, Ranska), Thomas Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Saksa), Carsten Dominik (Amsterdamin yliopisto, Alankomaat), Anne-Lise Maire (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italy), Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Ranska; CNRS, IPAG, Ranska), Joe Carson (College of Charleston, USA), Kjetil Dohlen (CNRS, LAM, Ranska), Markus Feldt (Max-Planck-Institut für Astronomie, Saksa), Thierry Fusco (ONERA, Ranska; CNRS, LAM, Ranska), Christian Ginski (Sterrewacht Leiden, Alankomaat), Julien H. Girard (ESO, Santiago, Chile; CNRS, IPAG, Ranska), Dean Hines (STScI, USA), Markus Kasper (ESO, Saksa; CNRS, IPAG, Ranska), Dimitri Mawet (ESO, Chile), Francois Ménard (Universidad de Chile, Chile), Michael Meyer (ETH Zürich, Sveitsi), Claire Moutou (CNRS, LAM, Ranska), Johan Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie, Saksa), Timothy Rodigas (Carnegie Institution of Washington, USA), Jean-Francois Sauvage (ONERA, Ranska; CNRS, LAM, Ranska), Joshua Schlieder (NASA Ames Research Center, USA; Max-Planck-Institut für Astronomie, Saksa), Hans Martin Schmid (ETH Zürich, Sveitsi), Massimo Turatto (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), Stephane Udry (Observatoire de Genève, Sveitsi), Farrokh Vakili (Université de Nice-Sophia Antipolis, Ranska), Arthur Vigan (CNRS, LAM, Ranska; ESO, Chile), Zahed Wahhaj (ESO, Chile; CNRS, LAM, Ranska) ja John Wisniewski (University of Oklahoma, USA).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Tutkimusjulkaisu julkaisusarjassa Nature

Yhteystiedot

Anthony Boccaletti
LESIA, Observatoire de Paris, CNRS
Paris, France
Puh.: +33 145 07 7721
Sähköposti: anthony.boccaletti@obspm.fr

Jean-Luc Beuzit
Université Grenoble Alpes/ CNRS/ IPAG
Grenoble, France
Puh.: +33 4 76 63 55 20
Sähköposti: Jean-Luc.Beuzit@obs.ujf-grenoble.fr

Carol Grady
Eureka Scientific
USA
Puh.: +1 202 319 5315
Sähköposti: cagrady@comcast.net

Glenn Schneider
Steward Observatory, University of Arizona
Tucson, USA
Puh.: 1 520 621 5865
Sähköposti: gschneid@email.arizona.edu

Christian Thalmann
ETH
Zurich, Switzerland
Puh.: +41 44 633 71 79
Sähköposti: thalchr@phys.ethz.ch

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

Mathias Jäger
ESA/Hubble, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 176 6239 7500
Sähköposti: mjaeger@partner.eso.org

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