eso1024fi — Tutkimustiedote

Eksoplaneetan liikerata ensi kertaa ikuistettu

10. kesäkuuta 2010

Tähtitieteilijät ovat ensi kertaa onnistuneet seuraamaan eksoplaneetan liikerataa suoraan sen kiertäessä emotähtensä puolelta toiselle. Kyseisellä planeetalla on lyhyempi kiertorata kuin yhdelläkään toisella tähän saakka suoraan kuvannetuista eksoplaneetoista. Planeetta kiertää emotähteään melkein yhtä läheltä kuin Saturnus Aurinkoa. Tutkijat arvelevat, että se on saattanut syntyä samalla tavalla kuin aurinkokunnan jättiläisplaneetat. Koska tähti on hyvin nuori, löytö todistaa, että kaasujättiläisplaneetat saattavat muodostua emotähteä kiertävän kiekon sisällä vain muutaman miljoonan vuoden kuluessa, mikä on lyhyt aika kosmisessa mittakaavassa.

Vain 12 miljoonan vuoden ikäinen Beta Pictoris on 75 % Aurinkoa massiivisempi, mutta iältään vain kolme tuhannesosaa Auringon iästä. Kyseinen tähti sijaitsee noin 60 valovuoden päässä Maalarin (lat. Pictor) tähdistössä. Se on eräs tunnetuimmista pölykiekon ympäröimistä tähdistä [1]. Aiemmat havainnot osoittivat, että kiekko on epäsymmetrinen. Lisäksi havaittiin kallellaan oleva toinen kiekko sekä emotähteen putoavia komeettoja. ”Nämä havainnot olivat epäsuoria, mutta selviä merkkejä massiivisen planeetan olemassaolosta. Tekemämme uudet havainnot todistavat asian nyt lopullisesti. Koska tähti on niin nuori, saamamme tulokset osoittavat myös, että jättiläisplaneetat voivat muodostua pölykiekon sisällä vain muutaman miljoonan vuoden kuluessa”, sanoo tutkijaryhmää johtanut Anne-Marie Lagrange.

Viimeaikaiset havainnot ovat osoittaneet, että nuoria tähtiä ympäröivät kiekot hajoavat muutaman miljoonan vuoden kuluessa. Jättiläisplaneettojen on siten täytynyt syntyä arveltua lyhemmässä ajassa. Beta Pictoris on tästä kiistaton todiste.

Tutkijaryhmä tarkasteli Beta Pictoriksen lähiympäristöä yhteen ESOn VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) 8,2-metrisistä yksiköistä liitetyllä NAOS-CONICA-instrumentilla (lyhyemmin NACO [2]) vuosina 2003, 2008 ja 2009. Kiekon sisältä löydettiin jo vuonna 2003 himmeä valopiste (eso0842), mutta tuolloin ei voitu sulkea pois mahdollisuutta, etteikö kyseessä voisi olla myös taustatähti. Vuonna 2008 ja keväällä 2009 piste oli kadonnut! Lokakuussa 2009 tehdyissä uusissa havainnoissa kohde löydettiin kiekon toiselta reunalta sen piileskeltyä tätä ennen emotähden takana tai edessä (tähden kirkkaassa loisteessa). Valopiste varmistui tämän perusteella emotähteään kiertäväksi eksoplaneetaksi. Samalla saatiin myös osviittaa kiertoradan koostaa.

Kaikkiaan noin kymmenestä eksoplaneetasta on saatavilla kuvia. Beta Pictorista kiertävällä planeetalla (nimeltään “Beta Pictoris b”) on tähänastisista lyhyin kiertorata. Planeetta kiertää emotähteään etäisyydellä, joka on 8–15 kertaa Maan ja Auringon välimatka eli toisin sanoen 8–15 astronomista yksikköä. Välimatka on likipitäen sama kuin Saturnuksen etäisyys Auringosta. ”Planeetan lyhyt periodi mahdollistaa koko kiertoradan taltioimisen ehkä 15–20 vuoden kuluessa. Beta Pictoris b:n tarkempi tutkimus antaa arvokasta tietoa nuoren planeetan kaasukehän fysiikasta ja kemiasta”, sanoo tutkijaopiskelija Mickael Bonnefoy.

Planeetta on noin yhdeksän Jupiterin massainen. Massa ja sijainti ovat juuri oikeat selittämään kiekon sisäosissa havaitun epäsymmetrian. Löytö muistuttaa tässä suhteessa hieman Adamsin ja Le Verrierin 1800-luvulla esittämää oletusta Neptunuksen olemassaolosta. Tuo oletus perustui Uranuksen kiertoradassa havaittuihin häiriöihin.
 
”Beta Pictoris b:n sekä muiden nuorten ja massiivisten tähtien, kuten Fomalhaut ja HR8799, ympäriltä löydettyjen planeettojen olemassaolo viittaa siihen, että superjupiterit saattavat olla massiivisempien tähtien ympärillä tapahtuvan planeetanmuodostuksen tavallisia sivutuotteita”, selittää tutkimusryhmän jäsen Gael Chauvin.

Tällaiset planeetat synnyttävät emotähteään ympäröivään pölykiekkoon häiriöitä, jotka voidaan monissa tapauksissa havaita ESOn kansainvälisten yhteistyökumppaneidensa kanssa rakentamalla käänteentekevällä ALMA-teleskooppijärjestelmällä (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Joitakin muitakin planeettakandidaatteja on onnistuttu kuvantamaan, mutta kaikki ne sijaitsevat kauempana emotähdestään kuin Beta Pictoris b. Jos nämä planeetat sijaitsisivat omassa aurinkokunnassamme, ne sijoittuisivat kaikki kauimmaisen planeetan eli Neptunuksen radan tuntumaan tai sen ulkopuolelle. Tällaisten kaukaisten planeettojen syntyprosessien voi olettaa olevan varsin erilainen kuin oman aurinkokuntamme ja Beta Pictorista kiertävien planeettojen.

”Eksoplaneetoista äskettäin saadut kuvat – monet niistä VLT:n tuottamia – havainnollistavat planeettakuntien monimuotoisuutta. Beta Pictoris b on niiden joukossa muita todennäköisemmin planeetta, joka on kenties saanut alkunsa samalla tavoin kuin oman aurinkokuntamme jättiläisplaneetat”, Lagrange toteaa.

Lisähuomiot

[1] Pölykiekot koostuvat suurehkojen taivaankappaleiden, kuten planeetta-alkioiden ja asteroidien, törmäilyn synnyttämästä pölystä. Ne ovat suurennettuja versioita oman aurinkokuntamme ns. zodiakaalisesta pölyvyöhykkeestä. Beta Pictorista ympäröivä pölykiekko on ensimmäinen, joka on onnistuttu kuvaamaan. Sen leveyden tiedetään nyt olevan jopa noin 1000 kertaa suurempi kuin Maan ja Auringon välinen etäisyys.

[2] NACO on ESOn Chilessä sijaitsevaan VLT-teleskooppiin (Very Large Telescope) liitetty adaptiivista optiikkaa hyödyntävä instrumentti. Adaptiivisen optiikan ansiosta tähtitieteilijät pystyivät poistamaan kuvista suurimman osan ilmakehän aiheuttamista vääristymistä.

Lisätietoa

Hankkeen tutkimustulokset on esitelty tällä viikolla Science-lehdessä ilmestyvässä artikkelissa (”A Giant Planet Imaged in the disk of the Young Star Beta Pictoris”, A.-M. Lagrange et al.).

Tutkimusryhmään kuuluvat A.-M. Lagrange, M. Bonnefoy, G. Chauvin, D. Ehrenreich ja D. Mouillet  (Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire de Grenoble, Université Joseph Fourier, CNRS, Ranska), D. Apai (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Yhdysvallat), A. Boccaletti, D. Gratadour, D. Rouan ja S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris-Meudon, Ranska), sekä M. Kasper (ESO).

ESO (European Southern Observatory, Euroopan eteläinen observatorio) on tähtitieteen keskeinen eurooppalainen hallitustenvälinen organisaatio. Se on tuottavuudella mitattuna maailman johtava tähtitieteellinen observatorio. Sen toimintaa tukee 14 maata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekki. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maassa sijaitsevien tutkimusvälineiden kehittämiseen, rakentamiseen ja toimintaan. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä tärkeitä tieteellisiä havaintoja. ESOlla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämisessä. ESOlla on Chilessä kolme huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESOlla on Paranalissa VLT-teleskooppi (Very Large Telescope), maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, sekä VISTA, maailman suurin kartoituskaukoputki. ESO on maailman suurimman tähtitieteen alan projektin, täysin uudenlaisen ALMA-teleskoopin, eurooppalainen yhteistyökumppani. ESO suunnittelee 42-metristä E-ELT-teleskooppia (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, eurooppalainen erittäin suuri optinen/lähi-infrapuna-alueen teleskooppi), josta tulee maailman suurin tähtitaivasta tarkkaileva silmä.

Linkit

Yhteystiedot

Katri Koskela
Viestintharjoittelija Suomen Akatemian viestint
Vilhonvuorenkatu 6 PL 99 00501 Helsinki Sähköposti: etunimi.sukunimi@aka.fi

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

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

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1024.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1024fi
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010Sci...329...57L

Kuvat

Exoplanet caught on the move
Exoplanet caught on the move
Englanniksi
Beta Pictoris b (artist’s impression)
Beta Pictoris b (artist’s impression)
Englanniksi
Planet around Beta Pictoris (annotated)
Planet around Beta Pictoris (annotated)
Englanniksi
Beta Pictoriksen ympärillä
Beta Pictoriksen ympärillä
Planet around Beta Pictoris
Planet around Beta Pictoris
Englanniksi

Videot

ESOcast 18: Exoplanet Caught on the Move
ESOcast 18: Exoplanet Caught on the Move
Englanniksi
The motion of Beta Pictoris b
The motion of Beta Pictoris b
Englanniksi
Planet and Disc around Beta Pictoris
Planet and Disc around Beta Pictoris
Englanniksi
Planet and disc around Beta Pictoris
Planet and disc around Beta Pictoris
Englanniksi
Zooming on Beta Pictoris b
Zooming on Beta Pictoris b
Englanniksi

Katso myös