eso1310fi — Tutkimustiedote

Jättiläisplaneetan synty?

Protoplaneettaehdokas on havaittu tähtikohtunsa sisällä

28. helmikuuta 2013

ESO:n VLT-teleskooppia käyttävät tähtitieteilijät ovat tehneet todennäköisesti ensimmäiset suorat havainnot tiheän kaasu- ja tomukiekon sisällä muodostuvasta planeetasta. Vahvistuessaan tämä löytö parantaa suuresti ymmärtämystämme planeettojen muodostumisesta ja mahdollistaa tähtitieteilijöiden testata tämänhetkisiä teorioita havaittavan kohteen suhteen.

Sascha Quanzin (ETH Zurich, Sveitsi) johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on tutkinut suhteellisen lähellä, 335 valovuoden etäisyydellä Maasta sijaitsevaa nuorta tähteä, HD 100546 ympäröivää kaasu- ja tomukiekkoa. He yllättyivät havaitessaan nuorelta, muodostumassa olevalta planeetalta näyttävän kohteen, joka on yhä nuorta tähteä ympäröivässä materiakiekossa. Planeettaehdokas saattaa olla Jupiterin kaltainen kaasujättiläinen.

"Tähän mennessä planeettojen muodostumista on enimmäkseen tutkittu tietokonesimulaatioiden avulla," sanoo Sascha Quanz. "Mikäli löytömme todellakin on muodostumassa oleva planeetta, voivat tiedemiehet ensimmäistä kertaa tutkia planeettojen muodostumisen prosessia sekä muodostumassa olevan planeetan vuorovaikutusta syntymäympäristönsä kanssa empiirisesti hyvin varhaisessa vaiheessa."

HD 100546 on hyvin tutkittu kohde ja on jo aiemmin ehdotettu, että tähteä kiertää jättiläisplaneetta kuusi kertaa kauempana kuin Maa Aurinkoa. Vast'ikään löytynyt planeettaehdokas sijaitsee järjestelmän ulkolaitamilla, noin kymmenen kertaa kauempana [1].

Tähteä HD 100546 kiertävä planeettaehdokas havaittiin tähden ympärillä olevassa kiekossa sijaitsevana heikkona möykkynä ESO:n VLT-teleskoopin NACO- adaptiivisen optiikan ja upouusien data-analyysitekniikoiden ansiosta. Havainnot tehtiin käyttäen erityistä NACO:n koronograafia, joka toimii lähi-infrapuna-aallonpituuksilla ja eristää tähdestä tulevan kirkkaan valon protoplaneettaehdokkaan sijaintipaikalla [2].

Tämänhetkisen teorian mukaan jättiläisplaneetat kasvavat kaappaamalla osan tähden muodostumisen jälkeensä jättämästä kaasusta ja tomusta [3]. Tähtitieteilijät ovat huomanneet tähden HD 100546 ympärillä olevasta kiekosta otetussa kuvassa useita piirteitä, jotka tukevat tätä protoplaneettahypoteesia. Tomuisassa, tähteä kiertävässä kiekossa olevat, mahdollisesti planeetan ja kiekon vuorovaikutuksesta muodostuneet rakenteet paljastuivat läheltä havaittua protoplaneettaa. On myös vihjeitä siitä, että protoplaneetan ympäristö saattaisi olla kuumentunut muodostumisprosessin johdosta.

Adam Amara, toinen ryhmän jäsen, on innostunut löydöstä. "Eksoplaneettatutkimus on yksi kaikkein jännittävimpiä uusia tähtitieteen rintamia ja planeettojen suora havaitseminen on yhä uusi tutkimusala, joka hyötyy suuresti havaintolaitteiden ja data-analyysimenetelmien viimeaikaisesta kehityksestä. Tässä tutkimuksessa olemme käyttäneet data-analyysitekniikoita, jotka kehitettiin kosmologian tutkimusta varten. Tämä osoittaa, että tutkimusalojen välisten ideoiden ristiinviljely voi johtaa huomattavaan edistykseen."

Vaikka protoplaneetta on todennäköisin selitys havainnoille, tämän tutkimuksen tulokset vaativat lisää havaintoja varmistaakseen planeetan olemassaolon ja hylätäkseen muut mahdolliset vaihtoehdot. Muiden selitysten joukossa on mahdollista, joskin epätodennäköistä, että havaittu signaali tulisi jostakin taustan kohteesta. On myös mahdollista, että vast'ikään havaittu kohde ei olisi protoplaneetta vaan täysin muodostunut planeetta, joka sinkoutui ulommas alunperin lähempänä tähteä olleelta radalta. Kun uusi, tähden HD 100546 ympärillä oleva kohde on vahvistettu emokiekkonsa kaasussa ja tomussa muodostumassa olevaksi planeetaksi, siitä tulee ainutlaatuinen uusien planeettajärjestelmien muodostumisprosessien tutkimuslaboratorio.

Lisähuomiot

[1] Protoplaneettaehdokas kiertää tähteään noin 70 kertaa kauempana kuin Maapallo Aurinkoa. Tämä etäisyys on verrannollinen Erisin ja Makemaken kaltaisten aurinkokuntamme kääpiöplaneettojen kiertoratojen etäisyyksiin. Tämä sijainti on kiistanalainen, sillä se ei sovi hyvin yhteen tämänhetkisten planeettojen muodostumista kuvaavien teorioiden kanssa. Tällä hetkellä on epävarmaa onko vast'ikään löydetty planeettaehdokas ollut nykyisessä sijainnissaan koko muodostumisensa ajan vai olisiko se voinut ajelehtia sisemmältä kiertoradalta.

[2] Tutkimusryhmä käytti erityistä apodisoiduksi vaihelevyksi kutsuttua ominaisuutta, joka kasvattaa kuvan kontrastia tähden lähellä.

[3] Tähtitieteilijät eivät voi tarkkailla aurinkokuntaa tutkiakseen planeettojen muodostumista, sillä naapurustomme planeetat muodostuivat yli neljä miljardia vuotta sitten. Planeettojen muodostumisen teorioihin vaikutti kuitenkin vuosien ajan se mitä tähtitieteilijät näkivät lähiympäristössämme, sillä muita planeettoja ei tunnettu. Ensimmäisen eksoplaneetan löytövuodesta, 1995 lähtien useita satoja planeettajärjestelmiä on löydetty, mikä on avannut uusia mahdollisuuksia planeettojen muodostumista tutkiville tiedemiehille. Tähän mennessä ei kuitenkaan ole yhtään nuoren emotähden ympärillä olevassa materiakiekossa muodostumassa olevaa planeettaa napattu itse teossa.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "A Young Protoplanet Candidate Embedded in the Circumstellar disc of HD 100546”, kirjoittajinaan S. P. Quanz et al. Tutkimusjulkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astrophysical Journal Letters 28. helmikuuta 2013.

Tutkimusryhmään kuuluvat Sascha P. Quanz (ETH Zurich, Sveitsi), Adam Amara (ETH), Michael R. Meyer (ETH), Matthew A. Kenworthy (Sterrewacht Leiden, Alankomaat), Markus Kasper (ESO, Garching, Saksa) ja Julien H. Girard (ESO, Santiago, Chile).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Yhteystiedot

Rami Rekola
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Puh.: +358 2 333 8981
Matkapuhelin: +358 44 967 2424
Sähköposti: rareko@utu.fi

Sascha P. Quanz
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Puh.: +41 (0) 44 63 32830
Sähköposti: sascha.quanz@astro.phys.ethz.ch

Julien H. Girard
ESO
Santiago, Chile
Puh.: +56 2 2463 5342
Sähköposti: jgirard@eso.org

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1310.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1310fi
Tyyppi:• Milky Way : Planet : Type : Gas Giant
• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Very Large Telescope
Science data:2013ApJ...766L...1Q

Kuvat

Taiteilijan näkemys kaasujättiläisplaneetan muodostumisesta nuorta tähteä HD 100546 ympäröivässä kiekossa
Taiteilijan näkemys kaasujättiläisplaneetan muodostumisesta nuorta tähteä HD 100546 ympäröivässä kiekossa
VLT:n ja Hubblen kuvat protoplaneettajärjestelmästä HD 100546
VLT:n ja Hubblen kuvat protoplaneettajärjestelmästä HD 100546
VLT:n kuva protoplaneetasta nuoren tähden HD 100546 ympärillä
VLT:n kuva protoplaneetasta nuoren tähden HD 100546 ympärillä
NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskoopin kuva tomukiekosta nuoren tähden HD 100546 ympärillä
NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskoopin kuva tomukiekosta nuoren tähden HD 100546 ympärillä
Nuori tähti HD 100546 eteläisen taivaan Kärpäsen tähdistöstä (Musca)
Nuori tähti HD 100546 eteläisen taivaan Kärpäsen tähdistöstä (Musca)
Laajan näkökentän näkymä taivaasta nuoren tähden HD 100546 ympärillä
Laajan näkökentän näkymä taivaasta nuoren tähden HD 100546 ympärillä

Videot

Lento järjestelmän HD 100546 läpi
Lento järjestelmän HD 100546 läpi

Katso myös