Pressemeddelelse

Nybrud i viden om planetdannelse omkring dusinvis af stjerner

5. marts 2024

I en række nye artikler kaster et astronomisk forskerhold nyt lys på planetdannelsens fascinerende og komplekse processer. De nye billeder, som kan tage pusten af een, stammer fra European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESO’s VLT) i Chile, og her er tale om et af de største oversigtsarbejder angående de skiver, hvori planeter dannes. I forskningsresultaterne er der observationer fra mere end 80 unge stjerner, som kan have planeter under dannelse omkring sig, og det giver ny viden om, hvordan planeter dannes i forskellige områder i Mælkevejen.

"Det her er virkelig et jordskred i vores arbejdsområde," siger Christian Ginski, som underviser ved University of Galway, Irland, og som er hovedforfatter til en af de tre nye artikler, som offentliggøres idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. "Vi har taget skridtet fra nærstudier af individuelle stjernesystemer til nu at have dette store overblik over hele områder med stjernedannelse."

Indtil nu er der opdaget mere end 5000 exoplaneter i kredsløb om andre stjerner end Solen, og mange af systemerne er markant anderledes end hvad vi kender fra vores eget Solsystem. For at forstå, hvordan og hvor disse forskelle opstår, er det nødvendigt for astronomerne at observere de støv- og gasrige skiver, som omgiver de unge stjerner - netop der, hvor planetdannelsen foregår. Man finder bedst den slags skiver i de enorme gasskyer, hvor stjernerne også dannes.

Som vi kender det i ældre planetsystemer, viser de nye billeder den store forskel, som findes i de skiver, hvor planetdannelsen foregår. "Nogle af disse skiver har store spiralarme, som formentlig holdes i gang af en indviklet indbyrdes ballet planeterne imellem," siger Ginski. "I andre systemer er der ringe og store tomme områder, som er pløjet tomme af planeter i kredsløb, mens andre igen så ser ud til at være jævne og næsten i hvile i sammenligning med de øvriges store aktivitet," tilføjer Antonio Garufi, som er astronom ved Arcetri Astrophysical Observatory, Italian National Institute for Astrophysics (INAF), og hovedforfatter på en af de andre artikler.

Forskerholdet har studeret i alt 86 stjerner i tre forskellige områder med stjernedannelse i vores egen galakse; Mælkevejen. Det er Tarus og Chamaeleon I, som begger er omkring 600 lysår fra Jorden, og Orion, som er en tåge med et stort gasindhold omkring 1600 lysår borte. I den sidste véd vi, at der er dannet adskillige stjerner, som er tungere end Solen. Observationerne er indsamlet af et stort internationalt forskerhold med repræsentanter fra mere end 10 lande.

Forskerholdet havde held til at trække flere nye opdagelser ud af deres datasæt. For eksempel opdagede de, at i Orion-området var det mindre sandsynligt at stjerner i grupper af to eller flere havde store planetskiver omkring sig. Det er vigtigt at vide, for til forskel fra Solen, så har de fleste stjerner i vores galakse ledsagere. Desuden antyder denne forskel i skivernes forekomst, at der måske er tunge planeter i dem, som kunne få skiverne til at vride sig og få skæve retninger.

Selvom disse skiver med planetdannelse kan udstrække sig flere hundrede gange længere end afstanden imellem Jorden og Solen, så ser de på himlen blot ud som små prikker, fordi de befinder sig hundredevis af lysår fra os. For at kunne observere skiverne, har forskerholdet anvendt det avancerede instrument Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument (SPHERE) som er monteret på ESOs VLT. SPHEREs frontliniesystem med adaptiv optik udligner lufturoen fra Jordens atmosfære, så man får skarpe billeder af skiverne. Det betyder, at forskerholdet har kunnet tage billeder af skiver omkring stjerner, som blot er halvt så tunge som Solen; altså stjerner som normalt er for svage til at kunne ses med andre af de nuværende instrumenter. Med VLTs instrument X-shooter er der så indhøstet yderligere data, som har gjort det muligt for astronomerne at bestemme alder og masse for stjernerne. Desuden har observationer med ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, som ESO er partner ved, hjulpet forskerne til at lære mere om de mængder af støv, som omgiver nogle af stjernerne.

 Med de teknologiske fremskridt, som er i syne, håber holdet at kunne skue endnu dybere ind i hjertet af disse systemer, hvor der foregår planetdannelse. Det 39-meter store hovedspejl ved ESOs kommende Extremely Large Telescope (ELT) vil gøre det muligt for forskerne at studere også de inderste områder omkring de unge stjerner; der hvor klippeplaneter som vores egen måske er under dannelse.

Lige her og nu giver disse fantastiske billeder forskerne en skattekiste af data, som gør det muligt at lære mere om gåderne ved planetdannelse. "Det er næsten som i et digt, at de processer, som vi ser i starten af planetdannelserne, og dermed også i den sidste ende oprindelsen til livet i vort eget Solsystem, ser så smukke ud," slutter Per-Gunnar Valegård, som er PhDstuderende ved Amsterdams universitet i Nederlandene, og som har været leder af studiet af Orion-området. Valegård, som også er deltidslærer ved International School Hilversum, håber at billederne her også kan inspirere hans elever til en gang i fremtiden at blive forskere.

Mere information

Forskningsresultaterne her blev publiceret i de følgende tre artikler i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. De data, som vises, er indsamlet i forbindelse med programmet, som garanterer observationstid for SPHERE-konstoriet, og desuden ESOs store program, som hedder DESTINYS (Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars)

1. “The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244005)

Her består forskerholdet af C. Ginski (University of Galway, Irland; Leiden Observatory, Leiden University, Nederlandene [Leiden]; Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene [API]), R. Tazaki (API), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Frankrig [Grenoble]), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), C. Dominik (API), Á. Ribas (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), N. Engler (ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Schweiz), J. Hagelberg (Geneva Observatory, University of Geneva, Schweiz), R. G. van Holstein (ESO Chile), T. Muto (Division of Liberal Arts, Kogakuin University, Japan), P. Pinilla (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland [MPIA]; Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), K. Kanagawa (Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Japan), S. Kim (Department of Astronomy, Tsinghua University, China), N. Kurtovic (MPIA), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS, UCBL, Frankrig), J. Milli (Grenoble), M. Momose (College of Science, Ibaraki University, Japan [Ibaraki]), R. Orihara (Ibaraki), N. Pawellek (Department of Astrophysics, University of Vienna, Austria), T. O. B. Schmidt (Hamburger Sternwarte, Tyskland), F. Snik (Leiden), and Z. Wahhaj (ESO Chile).

2. “The SPHERE view of the Taurus star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347586)

Her består forskerholdet af A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien [INAF Arcetri]), C. Ginski (University of Galway, Irland), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Frankrig; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Frankrig [Grenoble]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Tyskland), S. Pérez (Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS]; Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile [Santiago]), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), A. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), P. Weber (YEMS, Santiago), J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, USA), L. Cieza (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile [Diego Portales]; YEMS), C. Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene [API]), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italien), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, USA), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Université de Genève, Schweiz), Th. Henning (Max Planck Institute for Astronomy, Tyskland [MPIA]), M. R. Hogerheijde (Leiden Observatory, Leiden University, Nederlandene; API), M. Janson (Department of Astronomy, Stockholm University, Sverige), F. Ménard (Grenoble), S. Messina (INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Italien), M. R. Meyer (Department of Astronomy, The University of Michigan, USA), C. Pinte (School of Physics and Astronomy, Monash University, Australien; Grenoble), S. Quanz (ETH Zürich, Department of Physics, Schweiz [Zürich]), E. Rigliaco (Osservatorio Astronomico di Padova, Italien [Padova]), V. Roccatagliata (INAF Arcetri), H. M. Schmid (Zürich), J. Szulágyi (Zürich), R. van Boekel (MPIA), Z. Wahhaj (ESO Chile), J. Antichi (INAF Arcetri), A. Baruffolo (Padova), and T. Moulin (Grenoble).

3. “Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347452)

Her består forskerholdet af P.-G. Valegård (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene [API]), C. Ginski (University of Galway, Irland), A. Derkink (API), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), C. Dominik (API), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), J. P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, USA), M. Benisty (University of Grenoble Alps, CNRS, IPAG, Frankrig), T. Birnstiel (University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Tyskland [LMU]; Exzellenzcluster ORIGINS, Tyskland), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italien), G. Columba (Department of Physics and Astronomy "Galileo Galilei" - University of Padova, Italien; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), M. Hogerheijde (API; Leiden Observatory, Leiden University, Nederlandene [Leiden]), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, USA), M. Kenworthy (Leiden), C. F. Manara (European Southern Observatory, Tyskland), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK), Ch. Rab (LMU; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Tyskland), R. Sulaiman (Department of Physics, American University of Beirut, Libanon), A. Zurlo (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons).

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

Links

• Selve artiklerne
• Fotos af VLT
• Mere om ESOs Extremely Large Telescope på disse hjemmesider og press kit

·            ·  For journalister: du kan abonnere på vore pressemeddelelser under embargo og på dit etet sprog

·       ·       ·  For forskerne: har du en god historie, så send os et tip

Kontakter

Christian Ginski
University of Galway
Galway, Ireland
Email: christian.ginski@universityofgalway.ie

Antonio Garufi
INAF’s Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
Email: antonio.garufi@inaf.it

Per-Gunnar Valegård
University of Amsterdam
Email: p.g.valegard@uva.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2405 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.