Pressmeddelande

Fångad: Exoplanet i rörelse

10 juni 2010

För första gången har astronomer direkt kunnat följa en exoplanets rörelse från den ena sidan av dess värdstjärna till den andra. Planeten har dessutom den minsta omloppsbana av alla exoplaneter som hittills avbildats direkt. Den ligger nästan lika nära sin stjärna som Saturnus är till solen, och forskare tror att den kan ha bildats på ungefär samma sätt som solsystemets jätteplaneter. Då stjärnan är ung bevisar upptäckten att gasjättar kan bildas inuti stoftskivor på bara ett par miljoner år, en med kosmiska mått mätt mycket kort tid.

Stjärnan Beta Pictoris är bara 12 miljoner år gammal - mindre än tre tusendelar av solens ålder ­- men väger 75 procent mer än vår moderstjärna. Stjärnan ligger ungefär 60 ljusår bort i den sydliga stjärnbilden Målaren, och är ett av de bäst kända exemplen av en stjärna som är omgiven av en stoftrik debrisskiva [1]. Utifrån tidigare observationer vet forskare att en del av skivan är skev, och att den härbärgerar även en sekundär skiva. Dessutom har man observerat att kometer faller in mot stjärnan.
 
- Det var indirekta men talande tecken som starkt tydde på närvaron av en tung planet. Nu visar våra nya observationer definitivt att det är så, säger teamledaren Anne-Marie Lagrange.
 
- Då stjärnan är så pass ung bevisar våra resultat att jätteplaneter kan bildas i skivor på tidsspann så kort som ett par miljoner år.
 
Enligt andra observationer som nyligen gjorts upplöses skivor kring unga stjärnor inom ett par miljoner år efter att stjärnan bildats. Jätteplaneter måste alltså bildas fortare än man tidigare trott. Beta Pictoris är nu ett tydligt bevis på att detta faktiskt är möjligt.
 
Forskarlaget använde instrumentet NAOS-CONICA (eller NACO [2]), monterat på ett av de 8,2-meters enhetsteleskopen som ingår i ESO:s VLT (Very Large Telescope), för att studera Beta Pictoris och dess omedelbara omgivning. Bilder togs åren 2003, 2008 och 2009. År 2003 upptäcktes en svag ljuskälla inuti skivan (eso0842), men det gick då inte att utesluta att det bara var en stjärna i bakgrunden. I nya bilder som togs 2008 och våren 2009 hade dock ljuskällan försvunnit! De senaste observationerna, som genomfördes hösten 2009, visade dock objektet på nytt, men nu låg den på andra sidan skivan. Under en period hade den gömt sig antingen framför eller bakom stjärnan och gick inte att se på grund av stjärnans sken. Detta bekräftade att källan verkligen var en exoplanet och att den låg i bana runt sin värdstjärna. Observationerna 2009 kunde dessutom ge information om storleken hos banan runt stjärnan.
 
Ett tiotal exoplaneter har avbildats direkt. Bland dem har planeten runt Beta Pictoris (som kallas ”Beta Pictoris b”) den hittills minsta banan. Den ligger mellan 8 och 15 gånger längre ut från sin värdstjärna än jordens avstånd från solen, vilket motsvarar ungefär avståndet mellan solen och Saturnus.
 
- Planetens korta omloppsperiod betyder att vi inom kanske 15-20 år kan registrera hela banan. Framtida studier av Beta Pictoris b kommer att ge ovärderliga insikter om fysiken och kemin i atmosfären hos en ung jätteplanet, säger forskarstuderanden Mickael Bonnefoy.
 
Planetens massa är ungefär nio gånger Jupiters. Både massan och planetens läge stämmer väl överens med vad som behöv för att kunna förklara skevheten i den inre delen av skivan. Upptäckten påminner på så sätt om när upptäckten av planeten Neptunus på 1800talet förutsågs av astronomerna Adams och le Verrier utifrån observationer av Uranus bana.
 
- Tillsammans med planeterna som hittats runt de unga, tunga stjärnorna Fomalhaut och HR 8799, tyder Beta Pictoris b på att “super-Jupitrar” skulle kunna vara vanliga biprodukter när planeter bildas runt tyngre stjärnor, förklarar teammedlemmen Gael Chauvin.
 
Sådana planeter rubbar skivorna runt sina stjärnor och skapar därmed ojämnheter som borde vara lätta att observera med ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), det revolutionära teleskopet som ESO håller på att bygga tillsammans med internationella partners.
 
Ett par andra planetkandidater har tidigare avbildats, men alla ligger längre ut från sina värdstjärnor än vad Beta Pictoris gör. Om de hade funnits i solsystemet hade dessa planeter alla legat nära eller bortom Neptunus, planeten som ligger längst ut från solen. Det förefaller som att processerna som ligger bakom dessa planeter skiljer sig avsevärt från de som rått i vårt solsystem och hos Beta Pictoris.
 
- De bilder som nyligen tagits av exoplaneter – många gjorda med VLT – visar upp planetsystemens mångfald, säger Lagrange.
 
- Bland dessa är Beta Pictoris b det mest lovande fallet av en planet som skulle kunna ha bildats på samma sätt som jätteplaneterna i solsystemet.
 
Alexis Brandeker, astronom vid Stockholms universitet som forskar om planetbildande miljöer, kommenterar upptäckten:
- Det är fantastiskt att man äntligen lyckats identifiera den planet som tidigare bara misstänkts genom sin påverkan på stoftskivan runt stjärnan.

Noter

[1] Debrisskivor består av stoft och grus som bildas genom kollisioner mellan större himlakroppar, som till exempel planeter under uppbyggnad eller asteroider. De är större versioner av stoftbandet i vårt eget solsystem som ibland kan ses som zodiakalljuset. Skivan runt Beta Pictoris var den första att avbildas. Nu vet forskare att den sträcker sig ut till cirka 1000 gånger avståndet mellan jorden och solen.
 
[2] NACO är ett instrument som använder adaptivoptik-teknik och som är monterat vid ESO:s VLT (Very Large Telescope) i Chile. Tack vare den adaptiva optiken kan astronomer ta bort största delen av atmosfärens utsuddande påverkan och därmed få mycket skarpa bilder.

Mer information

Forskningresultaten presenteras i en artikel som publiceras den här veckan i tidskriften Science (“A Giant Planet Imaged in the disk of the Young Star Beta Pictoris,” av A.-M. Lagrange m. fl.).
 
Teamet består av A.-M. Lagrange, M. Bonnefoy, G. Chauvin, D. Ehrenreich och D. Mouillet  (Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire de Grenoble, Université Joseph Fourier, CNRS, Frankrike), D. Apai (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), A. Boccaletti, D. Gratadour, D. Rouan och S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris-Meudon, Frankrike) och M. Kasper (ESO).
 
ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta mellanstatliga organisation för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 14 länder: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av kraftfulla markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra viktiga vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal driver ESO Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och VISTA, det största kartläggningsteleskopet. ESO är den europeiska partnern i ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande för ett 42-meters europeiskt extremt stort teleskop för synligt och infrarött ljus, E-ELT, som kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Mer info: Exoplanet media kit (på engelska)

Kontakter

Robert Cumming
Kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Tel: 070 49 33 114
E-post: robert@astro.su.se

Anne-Marie Lagrange
LAOG
Grenoble, France
Tel: +33 4 7651 4203
Mobil: +33 6 89 17 40 98
E-post: anne-marie.lagrange@obs.ujf-grenoble.fr

Henri Boffin
ESO La Silla, Paranal and E-ELT press officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6222
Mobil: +49 174 515 4324
E-post: hboffin@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1024 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.