Pressmeddelande

Reflekterat synligt ljus upptäcks från planeten 51 Peg b

Ny metod leder vägen mot en ljus framtid

22 april 2015

Astronomer har använt planetjägaren HARPS vid ESO:s La Sillaobservatorium i Chile för att för första gången på spektroskopisk väg registrera synligt ljus som reflekterats från en exoplanet. Dessa observationer avslöjade nya egenskaper hos en berömd exoplanet: 51 Pegasi b var den första som upptäcktes runt en normal stjärna. Resultaten lovar en spännande framtid för den här tekniken, framförallt med intåget av nästa generations instrument, som till exempel ESPRESSO på VLT, och framtida teleskop såsom E-ELT.

Exoplaneten 51 Pegasi b [1] ligger cirka 50 ljusår bort från jorden i stjärnbilden Pegasus. Den upptäcktes 1995 och kommer för alltid att bli ihågkommen som den första bekräftade exoplaneten som upptäcktes gå i bana runt en normal, solliknande stjärna [2]. Den anses också vara urtypen av en het Jupiter – en klass av planeter som vi nu vet är vanliga. Dessa planeter har storlek och massa liknande Jupiters, men kretsar mycket närmare sina värdstjärnor.

Sedan denna milstolpe har mer än 1900 exoplaneter i 1200 planetsystem bekräftats. Men lagom till tjugoårsdagen av denna upptäckt återvänder 51 Pegasi b återigen till rampljuset för ytterligare ett framsteg i exoplanetstudier.

Forskargruppen bakom den nya upptäckten leds av Jorge Martins, astronom vid Institutet för astrofysik och rymdvetenskap (IA) och Portos universitet i Portugal och för närvarande doktorand vid ESO i Chile. Forskarna använde instrumentet HARPS på ESO:s 3.6-meterteleskop vid La Sillaobservatoriet i Chile.

Den just nu mest använda metoden för att undersöka en exoplanets atmosfär är genom att observera värdstjärnans spektrum när det filtreras genom planetens atmosfär när den passerar framför stjärnan - metoden kallas transmissionsspektroskopi. Ett alternativ till detta är att observera systemet när stjärnan passerar framför planeten, vilket huvudsakligen ger information om exoplanetens temperatur.

Med denna nya metod behöver man inte hitta en planet som passerar framför sin värdstjärna sett från jorden. Därmed kan metoden användas för att studera många fler exoplaneter. Det gör det möjligt att direkt observera planetens spektrum i synligt ljus, vilket innebär att man kan studera egenskaper hos planeten som man inte kommer åt med andra metoder.

Värdstjärnans spektrum används som en mall i en sökning i mätningarna efter en liknande signatur av stjärnljus som reflekterats från planeten när den går i sin bana runt stjärnan. Detta är en ytterst svår uppgift eftersom en planet lyser otroligt mycket svagare i jämförelse med sin bländande värdstjärna.

Signalerna från planeten översvämmas lätt av andra små störningar och källor till brus i mätningarna [3]. Att den nya metoden ändå kunnat framgångsrikt användas med HARPS' observationer av 51 Pegasi b ger ett värdefullt bevis på att den har framtiden för sig.

– En observationsmetod av den här typen är vetenskapligt väldigt viktig. Den gör det möjligt för oss att bestämma både planetens massa och inklinationen på dess bana, vilka i sin tur är grundkrav för att vi ska kunna förstå systemet bättre. Det gör det också möjligt att uppskatta planetens reflektivitet, eller albedo, vilket kan användas för att dra slutsatser om sammansättningen av både planetens yta och dess atmosfär, förklarar Jorge Martins.

Forskarna fann att 51 Pegasi b är drygt hälften så tung som Jupiter och går i en bana som lutar med cirka nio grader jämfört med siktlinjen mot jorden [4]. Planeten verkar också vara större i diameter än Jupiter och har en hög reflektivitet. Dessa är typiska egenskaper för en het Jupiter som kretsar väldigt nära sin värdstjärna och som utsätts för intensivt stjärnljus.

HARPS var avgörande för forskargruppens arbete, men att detta resultaten kunde uppnås redan med ESO:s 3.6-meterteleskop är goda nyheter för astronomer. Teleskopet har relativt begränsade förutsättningar att kunna tillämpa den nya metoden, och kommer att överträffas av betydligt mer avancerade instrument på större teleskop, såsom ESO:s Very Large Telescope och det framtida European Extremely Large Telescope [5].

Nuno Santos, också astronom vid IA och vid Portos universitet, är medförfattare till den nya artikeln.

– Vi väntar nu ivrigt på första ljuset från spektrografen ESPRESSO vid VLT så att vi kan utföra mer detaljerade studier av denna och andra planetsystem, avslutar han[6].

Noter

[1] Både 51 Pegasi b och dess värdstjärna 51 Pegasi är några av objekten som är tillgängliga för att namnges av allmänheten i IAU:s tävling NameExoWorlds.

[2] Tidigare upptäcktes två planeter som kretsar i de mer extrema miljöerna omkring en pulsar.

[3] Utmaningen kan jämföras med att försöka studera det svaga ljuset som reflekteras från en liten insekt som flyger runt en avlägsen men mycket ljusstark lampa.

[4] Detta betyder att planeten går i en bana som nästan korsar siktlinjen mot jorden, men den kommer inte tillräckligt nära den för att planeten ska kunna ses passera framför värdstjärnan.

[5] Instrument som ESPRESSO på VLT, och längre framåt andra mer kraftfulla instrument vid mycket större teleskop som till exempel E-ELT, kommer ge väsentliga förbättringar i både precision och känslighet. Detta hjälper vid upptäckten av små exoplaneter och samtidigt ger mer detaljerad kunskap om planeter som liknar 51 Pegasi b.

[6] Pressmeddelandets titel har ändrats. Detta för att tydliggöra att det handlar om det första beviset för reflekterat synligt ljus från en exoplanet, upptäckt med spektroskopi, snarare än någon mätning av hur exoplanetens albedo (eller reflektivitet) varierar med våglängd.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b” av J. Martins med flera, som publiceras i tidskriften Astronomy & Astrophysics den 22 april 2015.

Forskargruppen består av J. H. C. Martins (IA och Portos universitet, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile), N. C. Santos (IA och Portos universitet), P. Figueira (IA och Portos universitet), J. P. Faria (IA och Portos universitet), M. Montalto (IA och Portos universitet), I. Boisse (Aix Marseille Université, Marseille, Frankrike), D. Ehrenreich (Observatoire de Genève, Geneva, Schweiz), C. Lovis (Observatoire de Genève), M. Mayor (Observatoire de Genève), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), F. Pepe (Observatoire de Genève), S. G. Sousa (IA och Portos universitet), S. Udry (Observatoire de Genève) och D. Cunha (IA och Portos universitet).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande 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 finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

●       Forskningsartikeln

●       Bilder på La Silla

Kontakter

Jorge Martins
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +56 2 2463 3087
E-post: Jorge.Martins@iastro.pt

Nuno Santos
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 893
E-post: Nuno.Santos@iastro.pt

Stéphane Udry
Observatoire de l’Université de Genève
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 24 67
E-post: stephane.udry@unige.ch

Isabelle Boisse
Aix Marseille Université
Marseille, France
E-post: Isabelle.Boisse@lam.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1517 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.