Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät ovat havainneet syntymässä olevan planeetan piirtävän sen ympärillä olevaan pölyyn omia merkkejään

21. heinäkuuta 2025, Turku

Tähtitieteilijät ovat saattaneet havaita yhä muodostumassa olevan planeetan, joka on aiheuttanut nuoren tähden ympärille monimutkaisen kaasun ja pölyn kuvion. He havaitsivat ESO:n Very Large Telescope, eli VLT-teleskoopin avulla planeettakiekon, jossa oli selkeitä spiraalihaaroja. Tutkijat löysivät selviä merkkejä sen sisäosissa olevalle planeetalle. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät ovat havainneet planeettakandidaatin, joka on uppoutunut kiekon spiraalirakenteen sisälle.

”Emme tule koskaan näkemään Maan muodostumista, mutta saatamme nyt seurata planeetan syntymistä reaaliajassa 440 valovuoden päässä sijaitsevan nuoren tähden ympärillä”, sanoo Francesco Maio, Firenzen yliopiston väitöskirjatutkija, ja tänään Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja. 

Tämä mahdollinen juuri muodostumassa oleva planeetta havaittiin tähden HD 135344B ympäriltä. Tähden ympärillä havaittiin olevan kaasu- ja pölykiekko, jota kutsutaan protoplanetaariseksi kiekoksi. Muodostumassa olevan planeetan arvioidaan olevan kaksi kertaa Jupiterin kokoinen ja yhtä kaukana tähdestään kuin Neptunus on Auringosta. Havainnoissa sen on nähty muokkaavan protoplanetaarisessa kiekossa ympäristöään kasvaessaan täysin muodostuneeksi planeetaksi.

Protoplanetaarisia kiekkoja on havaittu myös muiden nuorten tähtien ympärillä, ja usein niissä on monimutkaisia kuvioita, kuten renkaita, aukkoja tai spiraalirakenteita. Tähtitieteilijät ovat jo pitkään ennustaneet, että nämä rakenteet johtuvat pienistä planeetoista, jotka keräävät materiaa kiertäessään emotähteään. Toistaiseksi näitä planeettojen aihoita ei kuitenkaan olla havaittu itse teossa.

Toinen tähtitieteilijäryhmä on havainnut HD 135344B:n kiekon kieppuvat spiraalihaarat jo aiemmin ESO:n VLT:n SPHERE-instrumentilla (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch). Kuitenkaan mikään aiemmista havainnoista ei osoittanut, että kiekon sisällä olisi muodostumassa planeetta.

Nyt VLT:n uuden Enhanced Resolution Imager and Spectrograph, eli ERIS-instrumentin havaintojen avulla tutkijat kertovat, että he ovat saattaneet löytää pääepäillyn. Tutkimusryhmä havaitsi planeettakandidaatin aivan yhden kiekon spiraalihaaran juurelta, eli juuri sieltä, mistä teorian mukaan kuvion muodostumisesta vastuussa oleva planeetta voisi löytyä.

”Tästä havainnosta mahdollisesti mullistavan tekee se, että toisin kuin monissa aiemmissa havainnoissa, pystymme nyt havaitsemaan suoraan syvällä kiekossa sijaitsevan protoplaneetan aiheuttaman vaikutuksen”, sanoo Maio, joka työskentelee Arcetrin astrofysikaalisessa observatoriossa, joka on Italian kansallisen astrofysiikan instituutin (INAF) keskus. ”Olemme nyt paljon varmempia planeetan olemassaolosta, koska havaitsemme planeetan omaa valoa.”

Tähden kumppani on syntynyt

Eräs toinen tähtitieteilijäryhmä on hiljattain käyttänyt ERIS-instrumenttia myös toisen tähden, V960 Monin, havaitsemiseen. Tähti on vielä hyvin varhaisessa kehitysvaiheessa. Ryhmän 18. heinäkuuta "The Astrophysical Journal Letters" -lehdessä julkaistussa tutkimuksessaan he kertoivat löytäneensä nuorelle tähdelle seuralaisen. Kohteen tarkka luonne on edelleen mysteeri.

Uusi tutkimus, jota johtaa ESO:ssa ja Diego Portalesin yliopistossa Chilessä työskentelevä väitöskirjatutkija Anuroop Dasgupta, on jatkoa muutama vuosi sitten tehdyille V960 Mon:in havainnoille. Nämä sekä SPHERE:lla että ALMA:lla (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) tehdyt havainnot, paljastivat, että V960 Monia kiertävä aine on muodostanut monimutkaisten spiraalihaarojen sarjan. Ne osoittivat myös, että aine on fragmentoitumassa gravitaatiohäiriöksi kutsutun prosessin kautta (gravitational instability), jossa tähden ympärillä olevat suuret materiakasaumat supistuvat ja romahtavat, jolloin ne voivat muodostaa planeetan tai suuremman kappaleen.

"Tämä tutkimus paljasti epävakaassa tilassa olevaa materiaa, mutta jätti avoimeksi kysymyksen siitä, mitä seuraavaksi tapahtuu. Pyrimme ERISin avulla löytämään pieniä, loistavia kappaleita, jotka viittaavat kiekossa olevaan seuralaiseen, ja me onnistuimme siinä", Dasgupta sanoo. Tutkimusryhmä löysi mahdollisen seuralaisen hyvin läheltä yhtä SPHERE:n ja ALMA:n havaitsemista spiraalihaaroista. Ryhmän mukaan tämä kohde voi olla joko muodostumassa oleva planeetta tai ”ruskea kääpiö”, eli planeettaa suurempi kohde, joka ei ole kerännyt ympärilleen tarpeeksi massaa loistaakseen tähtenä.

Jos tähden kumppani osoittautuu todelliseksi, se voi olla ensimmäinen selkeä havainto gravitaation epästabilisuuden (gravitational instability) avulla muodostuvasta planeetasta tai ruskeasta kääpiöstä.

Lisätietoa

Tämän tutkimuksen ensimmäinen osa on kuvattu artikkelissa nimeltään “Unveiling a protoplanet candidate embedded in the HD 135344B disk with VLT/ERIS”, joka julkaistaan Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202554472) -lehdessä. Tutkimuksen toinen osa on kuvattu artikkelissa: “VLT/ERIS observations of the V960 Mon system: a dust-embedded substellar object formed by gravitational instability?”, joka on julkaistuThe Astrophysical Journal Letters (doi: 10.3847/2041-8213/ade996) -lehdessä. 

Ensimmäisessä tutkimuksessa HD 135344B:stä mukana ovat olleet seuraavat tahot: F. Maio (University of Firenze, Italia, ja INAF-Osservatorio Astrofisico Arcetri, Firenze, Italia [OAA]), D. Fedele (OAA), V. Roccatagliata (University of Bologna, Italia [UBologna] ja OAA), S. Facchini (University of Milan, Italia [UNIMI]), G. Lodato (UNIMI), S. Desidera (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italia [OAP]), A. Garufi (INAF - Istituto di Radioastronomia, Bologna, Italia [INAP-Bologna], ja Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Saksa [MPA]), D. Mesa (OAP), A. Ruzza (UNIMI), C. Toci (Euroopan eteläinen observatorio [ESO], Garching bei Munchen, Saksa, ja OAA), L. Testi (OAA, ja UBologna), A. Zurlo (Diego Portales University [UDP], Santiago, Chile, ja Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS], Santiago, Chile), ja G. Rosotti (UNIMI). 

Toisessa tutkimuksessa V960 Mon:ista mukana ovat olleet pääasiassa "Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)" ryhmän jäsenet, joka on yhteisöllinen chileläisperustainen tutkimusprojekti. Pääasiallisiin YEMS:in tutkimuksessa mukana olleisiin kuuluvat: A. Dasgupta (ESO, Santiago, Chile,  UDP, ja YEMS), A. Zurlo (UDP ja YEMS), P. Weber (University of Santiago [Usach], Chile, ja YEMS, ja Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Exploration [CIRAS], Santiago, Chile), F. Maio (OAA, ja University of Firenze, Italia), Lucas A. Cieza (UDP ja YEMS), D. Fedele (OAA), A. Garufi (INAF Bologna ja MPA), J. Miley (Usach, YEMS, ja CIRAS), P. Pathak (Indian Institute of Technology, Kanpur, Intia), S. Pérez (Usach ja YEMS, ja CIRAS), ja V. Roccatagliata (UBologna ja OAA). 

ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) on kansainvälinen tähtitieteen tutkimusyksikkö, joka on ESO:n, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön NSF:n ja Japanin kansallisten luonnontiedeinstituuttien NINS:n välinen kumppanuushanke yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa sen jäsenmaiden puolesta Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiede- ja teknologianeuvoston (NSTC) kanssa, sekä Itä-Aasiassa  yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korean tähtitieteen ja avaruustieteiden instituutin (KASI) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa sen jäsenmaiden puolesta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli (Maio et al., on HD 135344B) 
• Tutkimusartikkeli (Dasgupta et al., on V960 Mon)  
• VLT:n kuvia
• Median edustaja: saadaksesi julkaisut ennen niiden virallista julkaisemista tilaa uutiskirje omalla kielelläsi.
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi.
• ESO:n uusi analyysi varmistaa, että maailman pimein ja selkein taivas on vaarassa teollisuuden megahankkeen vuoksi

Yhteystiedot

Francesco Maio (for questions on the HD 135344B study)
INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Florence, Italy
Sähköposti: francesco.maio@inaf.it

Davide Fedele (for questions on the HD 135344B study)
INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Florence, Italy
Puh.: (+39) 055-2752-242
Sähköposti: davide.fedele@inaf.it

Anuroop Dasgupta (for questions on the V960 Mon study)
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Sähköposti: Anuroop.Dasgupta@eso.org

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