Lehdistötiedote

ESO:n teleskoopit ovat olleet mukana havaitsemassa toistaiseksi suurinta vapaiden planeettojen joukkoa

22. joulukuuta 2021

Vapaat planeetat ovat maailmakaikkeudessa vaikeasti havaittavia kohteita. Niiden massat ovat samansuuruisia aurinkokuntamme planeettojen kanssa, mutta ne eivät kierrä tähteä, vaan vaeltavat vapaasti avaruudessa. Tähän asti näitä tunnetaan vain muutamia, mutta ryhmä tähtitieteilijöitä on käyttänyt useiden Euroopan eteläisen observatorion (ESO) teleskooppien ja muiden tekeskoopien tietoja, jonka avulla he ovat löytäneet galaksistamme ainakin 70 uutta vapaata planeettaa. Tämä on suurin koskaan löydetty vapaiden planeettojen ryhmä, ja siten tärkeä askel kohti näiden salaperäisten galaktisten vaeltajien alkuperän ja ominaisuuksien ymmärtämistä.

”Emme tienneet, kuinka monta olisi pitänyt odottaa ja olemme innoissamme löytäessämme niin paljon”, Núria Miret-Roig, tähtitieteilijä Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux"ssa, Ranskassa ja Wienin yliopistossa, Itävallassa, ja tänään Nature Astronomy -lehdessä julkaistun uuden tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, sanoi.

Vapaat planeetat vaeltavat kaukana kaikista niitä valaisevista tähdistä, ja normaalisti niiden kuvaaminen olisi mahdotonta. Miret-Roig ja hänen tiiminsä käyttivät kuitenkin hyväkseen sitä, että muutaman miljoonan vuoden kuluttua niiden muodostumisesta nämä planeetat ovat edelleen riittävän kuumia, mikä tekee niistä herkillä kameroilla ja suurilla kaukoputkilla havaittavia  He löysivät ainakin 70 uutta vapaata planeettaa, joiden massat ovat verrattavissa Jupiteriin. Planeetat ovat löytyneet Aurinkomme lähellä sijaitsevalta tähtienmuodostusalueelta Scorpionin ja Käärmeenkantajan tähdistöistä [1].

Havaitakseen näin monta vapaata planeettaa, tutkimusryhmä käytti tietoja, jotka kattoivat noin 20 vuoden ajan ja he käyttivät useita maanpäälisiä ja avaruudessa olevia teleskooppeja. ”Mittasimme kymmenien miljoonien kohteiden pieniä liikkeitä, värejä ja luminositeetteja laajalla taivaan alueella”, Miret-Roig kertoi. ”Nämä mittaukset antoivat meille mahdollisuuden luotettaviin havaintoihin alueen himmeimmistä kohteista, eli vapaista planeetoista.”

Ryhmä käytti havaintoja ESO:n Very Large Telescope (VLT), Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), VLT Survey Telescope (VST) ja Chilessä sijaitsevasta MPG/ESO 2.2-metrin teleskoopista, sekä muilta observatorioilta. ”Valtaosa datastamme on peräisin ESO:n observatorioilta, jotka olivat ehdottoman tärkeitä tämän tutkimuksen kannalta. Laitteiden laaja näkökenttä ja ainutlaatuinen herkkyys olivat menestyksen avain”, Hervé Bouy, tähtitieteilijä Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux"ssa, Ranskassa, ja uuden tutkimuksen projektijohtaja, kuvaili. ”Käytimme kymmeniä tuhansia ESO:n havaintolaitteiden laajakenttäkuvia, jotka vastaavat satojen tuntien havaintoaikaa ja kirjaimellisesti kymmeniä teratavuja dataa.”

Tutkimusryhmä käytti myös Euroopan avaruusjärjestön Gaia-satelliitin tietoja, mikä on osoitus maanpäälisten- ja avaruusteleskooppien loistavasta yhteistyöstä maailmankaikkeuden tutkimisessa ja ymmärtämisessä.

Tutkimus viittaa siihen, että näitä vaikeasti havaittavia tähdittömiä planeettoja voi olla paljon enemmänkin. Emme vain ole vielä niitä löytäneet. ”Näitä vapaasti Linnunradalla ilman isäntätähteä vaeltavia jättiläisplaneettoja voi olla useita miljardeja”, Bouy selitti.

Tutkimalla näitä juuri löydettyjä vapaita planeettoja, tähtitieteilijät saattavat löytää vihjeitä näiden salaperäisten kohteiden muodostumisesta. Jotkin tutkijat uskovat, että vapaita planeettoja voisi muodostua sellaisen kaasupilven romahtamisesta, joka on liian pieni johtaakseen tähden muodostumiseen. Planeetat ovat myös saattaneet sinkoutua ulos emojärjestelmästään. On kuitenkin edelleen tuntematonta, mikä mekanismi on todennäköisempi.

Teknologian kehitys on avain näiden vaeltavien planeettojen mysteerin ratkaisemisessa. Tutkimusryhmä toivoo jatkavansa näiden kohteiden tutkimista tarkemmin ESO:n tulevalla Extremely Large Telescope, eli ELT-teleskoopilla. Kaukoputkea rakennetaan parhaillaan Chilen Atacaman autiomaassa ja se aloittaa havaintonsa myöhemmin tällä vuosikymmenellä. ”Nämä kohteet ovat äärimmäisen himmeitä, ja nykyisillä havaintolaitteilla niitä voidaan tutkia hyvin rajoitetusti”, Bouy sanoi. ”ELT on ehdottoman tärkeä saadaksemme lisää tietoja useimmista vapaista planeetoista, jotka olemme löytäneet”.

Lisähuomiot

[1] Ryhmän löytämien vapaiden planeettojen tarkkaa määrää on vaikea sanoa, koska havainnot eivät mahdollista tutkittujen kohteiden massojen määrittämistä. Kohteet, joiden massat ovat yli noin 13 kertaa Jupiterin massaa, eivät todennäköisesti ole planeettoja, joten niitä ei voi laskea mukaan. Koska tutkimusryhmällä ei ollut massoja käytettävissään, heidän täytyi käyttää planeettojen kirkkauksia määrittääkseen yläraja havaittujen vapaiden planeettojen lukumäärälle. Kirkkaus puolestaan liittyy planeettojen ikään, sillä mitä vanhempi planeetta on, sitä kauemmin se on jäähtynyt ja sen kirkkaus on pienentynyt. Jos tutkittu alue on vanha, niin alueen kirkkaimmat kohteet ovat todennäköisesti yli 13 Jupiter-massaa, ja tämän alle, jos alue on nuori. Kun tutkittavan alueen iän epävarmuus otetaan huomioon, niin vapaiden planeettojen lukumäärälle saadaan arvio, joka sijoittuu 70-170:n välille.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa: “A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association”, joka julkaistaan Nature Astronomy lehdessä. Tutkimus on saanut ERC-rahoitusta (European Research Council, under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, grant agreement No 682903, P.I. H. Bouy), sekä tukea Ranskan valtiolta ohjelmasta: ”Investments for the Future” Program, IdEx Bordeaux, reference ANR-10-IDEX-03-02.

Tutkimusryhmässä mukana ovat olleet: Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS, Ranska [LAB]; University of Vienna, Department of Astrophysics, Itävalta), Hervé Bouy (LAB), Sean N. Raymond (LAB), Motohide Tamura (Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japani; Astrobiology Center, National Institutes of Natural Sciences, Tokyo, Japani [ABC-NINS]), Emmanuel Bertin (CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris, Ranska [IAP]; Sorbonne Université, IAP, Ranska) David Barrado (Centro de Astrobiología [CSIC-INTA], Depto. de Astrofísica, ESAC Campus, Espanja), Javier Olivares (LAB), Phillip Galli (LAB), Jean-Charles Cuillandre (AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université de Paris, Ranska), Luis Manuel Sarro (Depto. de Inteligencia Artificial, UNED, Espanja) Angel Berihuete (Depto. Estadística e Investigación Operativa, Universidad de Cádiz, Espanja) & Nuria Huélamo (CSIC-INTA).

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• VISTA:n ja VST:n kuvia
• Lue lisää ESO:n Erittäin suuresta teleskoopista (ELT)
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Núria Miret-Roig
Department of Astrophysics, University of Vienna
Vienna, Austria
Puh.: +43 1427753845
Sähköposti: nuria.miret.roig@univie.ac.at

Hervé Bouy
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux
Pessac, France
Puh.: +33 5 40 00 32 94
Sähköposti: herve.bouy@u-bordeaux.fr

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@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