eso1615fi — Tutkimustiedote

Kolme mahdollisesti elämälle suotuisaa maailmaa löydetty kiertämässä läheistä ultraviileää kääpiötähteä

Tällä hetkellä paras paikka etsiä elämää aurinkokunnan ulkopuolella

2. toukokuuta 2016

ESO:n La Sillan observatorion TRAPPIST-teleskooppia käyttäneet tähtitieteilijät ovat löytäneet kolme planeettaa kiertämässä ultraviileää kääpiötähteä vain 40 valovuoden etäisyydellä Maasta. Näiden maailmojen koot ja lämpötilat ovat lähellä Venuksen ja Maan vastaavia ja ne ovat tähän mennessä löydetyistä parhaat kohteet etsiä elämää aurinkokunnan ulkopuolelta. Ne ovat ensimmäiset milloinkaan löydetyt planeetat, jotka kiertävät tällaista pikkuruista ja himmeää tähteä. Uudet tutkimustulokset julkaistaan tiedejulkaisu Naturessa 2.5.2016.

Belgialaisen Liègen yliopiston Institut d’Astrophysique et Géophysique -tutkimuslaitoksen Michaël Gillonin johtama tähtitieteilijäryhmä on käyttänyt belgialaista TRAPPIST-teleskooppia [1] havaitakseen tähteä 2MASS J23062928-0502285, joka tunnetaan nyt myös nimellä TRAPPIST-1. He havaitsivat, että tämä himmeä ja viileä tähti himmeni hieman säännöllisiin väliajoin, mikä viittaa siihen, että useita kohteita kulki tähden ja Maan välistä [2]. Yksityiskohtainen analyysi osoitti, että siellä oli kolme jokseenkin Maan kokoista planeettaa.

TRAPPIST-1 on ultraviileä kääpiötähti. Se on paljon viileämpi ja punaisempi kuin Aurinko ja hädintuskin suurempi kuin Jupiter. Tällaiset tähdet ovat sekä hyvin yleisiä Linnunradassa että hyvin pitkäikäisiä, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun sellaista kiertämästä on tavattu planeettoja. Siitä huolimatta, että on niin lähellä Maata, tämä tähti on liian himmeä ja liian punainen näkyäkseen paljain silmin tai näkyvällä valolla edes käyttäen suurta harrastajakaukoputkea. Se sijaitsee Vesimiehen tähdistössä (Aquarius).

Yksi uuden tutkimusjulkaisun kirjoittajista, Emmanuël Jehin on innoissaan: "Tämä on todellakin paradigman muutos suhteessa planeettapopulaatioihin ja tapaan löytää elämää maailmankaikkeudesta. Tähän mennessä tällaisten, ultraviileitä kääpiötähtiä kiertävien 'punaisten maailmojen' olemassaolo oli täysi teoreettista, mutta nyt meillä ei ole vain yksi yksinäinen tällaista himmeää punaista tähteä kiertävä planeetta vaan kokonainen kolmen planeetan järjestelmä!"

Löytöä esittelevän tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja, Michaël Gillon selittää uuden löydön merkitystä: "Miksikö me yritämme löytää Maan kaltaisia planeettoja Auringon naapuruston pienimpien ja viileimpien tähtien ympäriltä? Syy on yksinkertainan: tällaisten pikkuruisten tähtien järjestelmät ovat ainoita paikkoja, joissa voimme havaita elämää Maan kokoiselta eksoplaneetalta nykyisellä teknologiallamme. Jos me siten haluamme löytää elämää muualta maailmankaikkeudessa, tämä on mistä meidän pitäisi aloittaa etsintämme."

Tähtitieteilijät etsivät elämän merkkejä tutkimalla vaikutusta, joka ylikulkevalla planeetalla on Maahan saapuvaan valoon. Useimpia tähtiä kiertävillä Maan kokoisilla planeetoilla tämä pikkuruinen vaikutus hukkuu tähden valon kirkkauden taakse. Vain himmeiden, punaisten ultraviileiden kääpiötähtien — kuten TRAPPIST-1 — suhteen tämä vaikutus on riittävä havaittavaksi.

Seurantatutkimukset suuremmilla teleskoopeilla, kuten Chilessä sijaitsevan, ESO:n 8-metrin VLT-teleskoopin HAWK-I -havaintolaitteella, ovat osoittaneet, että tähteä TRAPPIST-1 kiertävien planeettojen koot ovat hyvin samankaltaisia Maan kanssa. Kahdella planeetoista on 1.5 päivän ja 2.4 päivän ratajakso, kun taas kolmannen planeetan ratajakso on vähemmän tarkasti tunnettu välillä 4.5 ja 73 vuorokautta.

"Tällaisilla lyhyillä ratajaksoilla planeetat ovat 20—100 kertaa lähempänä tähteään kuin Maapallo Aurinkoa. Tämän planeettajärjestelmän rakenne vastaa kooltaan paljon enemmän Jupiterin kuiden järjestelmää kuin aurinkokuntaa," selittää Michaël Gillon.

Vaikka ne kiertävät hyvin lähellä kääpiökokoista emotähteään, sisimmät kaksi planeettaa saavat vastaavasti vain neljä ja kaksi kertaa Maahan tulevan säteilyn määrän, koska niiden tähti on paljon Aurinkoa himmeämpi. Tämän seurauksena ne ovat lähempänä tähteä kuin tämän järjestelmän elämälle suotuisa vyöhyke, vaikka on silti mahdollista, että niiden pinnalla on elämälle suotuisia alueita. Kolmannen, ulomman planeetan rataa ei vielä tunneta hyvin, mutta se saa luultavasti vähemmän säteilyä kuin Maapallo, mutta mahdollisesti silti riittävästi sijaitakseen elämälle suotuisalla vyöhykkeellä.

"Kiitos useiden tällä hetkellä rakenteilla olevien jättiläisteleskooppien, joihin sisältyvät ESO:n E-ELT ja vuonna 2018 laukaistavaksi suunniteltu NASA:n, ESA:n ja CSA:n James Webb -avaruusteleskooppi, kykenemme pian tutkimaan näiden planeettojen kaasukehien koostumusta ja etsimään niistä ensin vettä ja sitten biologisen toiminnan tuottamia jäämiä. Kyseessä on valtava askel maailmankaikkeuden elämän etsinnässä," päättää yksi tutkimusjulkaisun kirjoittajista, Julien de Wit yhdysvaltalaisesta Massachusetts Institute of Technology (MIT) -tutkimuslaitoksesta.

Tämä työ avaa uusia suuntia eksoplaneettojen etsintään, sillä noin 15% Aurinkoa lähellä olevista tähdistä on ultraviileitä kääpiötähtiä ja on myös syytä tähdentää, että eksoplaneettojen etsintä on nyt astunut mahdollisesti elämälle suotuisien Maapallon serkkujen alueelle. TRAPPIST-kartoitus on paljon kunnianhimoisemman, nimellä SPECULOOS tunnetun, ESO:n Paranalin observatoriolle asennettavan projektin prototyyppi [3].

Lisähuomiot

[1] TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) on belgialainen, ESO:n La Sillan observatoriolla Chilessä sijaitseva 0.6-metrin robottiteleskooppi, jota hallinnoi Liègen yliopisto. Se käyttää ison osan ajastaan seuraamalla noin 60 lähimmän superviileän kääpiötähden ja ruskean kääpiön valoa etsien todisteita planeettojen ylikulusta. Ruskeat kääpiötä ovat "tähtiä", jotka eivät ole aivan riittävän massiivisia, jotta niiden ytimessä voisi esiintyä jatkuvaa ydinfuusiota. Tässä tapauksessa kohde, TRAPPIST-1 on superviileä kääpiötähti, jonka kirkkaus on noin 0.05% Auringon kirkkaudesta ja massa noin 8% Auringon massasta.

[2] Tämä on yksi tärkeimpiä menetelmiä, joita tähtitieteilijät käyttävät tunnistaakseen tähteä kiertävän planeetan olemassaolon. He katsovat tähdestä tulevaa valoa nähdäkseen peittyykö osa valosta planeetan kulkiessa emotähtensä ja Maapallon välisen suoran näkölinjan halki eli tapahtuuko tähtitieteen termein ylikulku. Planeetan kiertäessä tähteään me odotamme näkevämme säännöllisen pienen himmenemän tähdestä tulevassa valossa planeetan kulkiessa sen editse.

[3] SPECULOOS saa rahoituksensa pääasiassa Euroopan tiedeneuvostolta ja myös sitä hallinnoi Liègen yliopisto. Neljä 1-metrin robottiteleskooppia asennetaan Paranalin observatoriolle etsimään elämälle suotuisia planeettoja noin 500 superviileän tähden ympäriltä seuraavien viiden vuoden aikana.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star”, jonka kirjoittivat M. Gillon et al. Tutkimusjulkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Nature.

Tutkimusryhmään kuuluvat M. Gillon (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), E. Jehin (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), S. M. Lederer (NASA Johnson Space Center, USA), L. Delrez (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), J. de Wit (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA), A. Burdanov (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), V. Van Grootel (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), A. J. Burgasser (Center for Astrophysics and Space Science, University of California, San Diego, USA ja Infrared Telescope Facility, jota hallinnoi University of Hawaii), C. Opitom (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), A. H. M. J. Triaud (Cavendish Laboratory, Cambridge, Iso-Britannia), B-O. Demory (Cavendish Laboratory, Cambridge, Iso-Britannia), D.K. Sahu (Indian Institute of Astrophysics, Bangalore, Intia), D. B. Gagliuffi (Center for Astrophysics and Space Science, University of California, San Diego, USA ja Infrared Telescope Facility, jota hallinnoi University of Hawaii), P. Magain (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia) ja D. Queloz (Cavendish Laboratory, Cambridge, Iso-Britannia).

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
• TRAPPIST on akronyymi sanoista "TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope". Lisätietoja löytyy täältä ja TRAPPIST:in WWW-sivuilta.
• SPECULOOS on akronyymi sanoista "Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars". Lisätietoja löytyy täältä.

Yhteystiedot

Rami Rekola
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Sähköposti: rareko@utu.fi

Pasi Nurmi
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Matkapuhelin: +358 440 121 971

Michaël Gillon
University of Liege
Belgium
Puh.: +32 43 669 743
Matkapuhelin: +32 473 346 402
Sähköposti: michael.gillon@ulg.ac.be

Julien de Wit
MIT
Cambridge, Massachusetts, USA
Sähköposti: jdewit@mit.edu

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

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1615.