eso1624fi — Tutkimustiedote

Yllättävä planeetta, jolla on kolme aurinkoa

7. heinäkuuta 2016

ESO:n VLT-teleskoopin SPHERE-havaintolaitetta käyttänyt tähtitieteilijäryhmä on kuvannut kaikkien aikojen ensimmäistä kolmoistähtijärjestelmän sisällä kiertävällä laajalla radalla havaittua planeettaa. Tällaisen planeetan kiertoradan oletettiin olevan epävakaan ja luultavasti johtavan planeetan nopeaan sinkoutumiseen ulos järjestelmästä. Jotenkin tämä on kuitenkin selvinnyt. Tämä odottamaton havainto antaa ymmärtää, että tällaiset järjestelmät saattavat itse asiassa olla aiemmin oletettua yleisempiä. Tulokset julkaistaan julkaisusarjan Science verkkosivuilla 7. heinäkuuta 2016.

Tähtien sota -saagan Luke Skywalkerin kotiplaneetta, Tatooine, oli outo maailma, jonka taivaalla on kaksi aurinkoa, mutta tähtitieteilijät ovat nyt löytäneet planeetan vieläkin eksoottisemmassa järjestelmässä, jossa havaitsija joko kokisi loputonta päivänvaloa tai nauttisi kolmoisauringonnousuista ja -laskuista joka päivä – riippuen vuodenajoista, jotka kestävät ihmisen elinikää pitempään.

Tämän maailman havaitsi yhdysvaltalaisen Arizonan yliopiston johtama tähtitieteilijäryhmä käyttäen suoraa kuvausta ESO:n VLT-teleskoopilla (Very Large Telescope) Chilessä. Planeetta, HD 131399Ab [1], on erilainen kuin mikään tunnettu maailma. Sen kiertorata kolmoistähden kirkkaimman tähden ympärillä on laajin tähän mennessä usean tähden järjestelmästä havaittu. Tällaisest kiertoradat ovat usein epävakaita, johtuen järjestelmän kahden muun tähden monimutkaisista ja muuttuvista painovoimavaikutuksista, ja vakaarataisten planeettojen oletettiin olevan hyvin epätodennäköisiä.

Noin 320 valovuoden etäisyydellä Maasta Kentaurin tähdistössä (Centaurus) sijaitseva HD 131399Ab on noin 16 miljoonan vuoden ikäinen, mikä tekee siitä myös yhden nuorimmista tähän mennessä löydetyistä eksoplaneetoista, ja yksi hyvin harvoista suoraan kuvatuista planeetoista. Noin 580 Celsius-asteen lämpötiloineen ja arvioituine neljän Jupiterin massan massoineen se on myös yksi kylmimmistä ja vähiten massiivisista suoraan kuvatuista eksoplaneetoista.

"HD 131399Ab on yksi harvoista suoraan kuvatuista eksoplaneetoista ja se on ensimmäinen näin mielenkiintoisessa dynaamisessa konfiguraatiossa," sanoi yhdysvaltalaisen Arizonan yliopiston Daniel Apai, yksi uuden tutkimusjulkaisun kirjoittajista.

"Noin puolet 550 Maan vuotta kestävästä planeetan vuodesta taivaalla on näkyvillä kolme tähteä; himmeimmät kaksi ovat aina paljon lähempänä toisiaan ja niiden näennäinen välimatka kirkkaimmasta tähdestä muuttuu vuoden mittaan," lisää Kevin Wagner, tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja ja planeetan HD 131399Ab löytäjä [2].

Kevin Wagner, joka on Arizonan yliopiston jatko-opiskelija, tunnisti planeetan satojen planeettaehdokkaiden joukosta ja johti jatkohavaintoja sen luonteen selvittämiseksi.

Planeetta on myös ensimmäisen eksoplaneetan havaitsemisen virstanpylväs VLT-teleskoopin SPHERE-havaintolaitteella. SPHERE on herkkä infrapunavalolle, minkä ansiosta se havaitsee nuorten planeettojen lämpöjälkiä sekä monimutkaisia piirteitä, jotka korjaavat ilmakehän häiriöitä ja estävät niiden emotähtien muutoin sokaisevan valon näkymistä.

Vaikka planeetan kiertoradan tarkka määrittäminen sen emotähtien lomassa vaatii toistuvia ja pitkäkestoisia havaintoja, havainnot ja simulaatiot näyttävät vihjaavan seuraavanlaista skenaariota: nimellä HD 131399A tunnetun, kirkkaimman tähden on arvioitu olevan 80% Aurinkoa massiivisemman ja sitä kiertää kaksi vähemmän massiivista tähteä, B ja C, noin 300 AU:n etäisyydellä (yksi AU eli tähtitieteellinen yksikkö vastaa Maan ja Auringon keskietäisyyttä). Tähdet B ja C pyörivät toistensa ympäri kaiken aikaa kuin kieppuva käsipaino. Niiden etäisyys on suunnilleen sama kuin Auringon ja Saturnuksen etäisyys (10 AU).

Tässä skenaariossa planeetta HD 131399Ab kulkee tähden A ympärillä kiertorataa, jonka säde on noin 80 AU, eli noin kaksi kertaa Pluton rata aurinkokunnassa, ja jolla planeetta kulkee noin kolmasosan etäisyyden päässä tähden A ja tähtiparin B/C välillä. Julkaisun kirjoittajat huomauttavat, että koko joukko rataskenaarioita on mahdollisia ja järjestelmän pitkän aikavälin pysyvyyden täytyy odottaa suunniteltuja jatkohavaintoja, jotka rajaavat paremmin planeetan rataa.

"Jos planeetta olisi kauempana järjestelmän massiivisimmasta tähdestä, se olisi lentänyt ulos järjestelmästä," selittää Apai. "Tietokonesimulaatiomme ovat osoittaneet, että tämänkaltainen kiertorata voi olla vakaa, mutta jos tilanne muuttuu vähänkin, se voi tulla epävakaaksi hyvin nopeasti."

Monitähtijärjestelmien planeetat kiinnostavat tähtitieteilijöitä ja planetologeja erityisesti koska ne tarjoavat esimerkin siitä kuinka planeettojen muodostumismekanismit toimivat näissä äärimmäisissä skenaarioissa. Siinä missä monitähtijärjestelmät vaikuttavat meistä eksoottisilta kiertäessämme yksittäistä tähteä, monitähtijärjestelmät ovat itse asiassa yhtä yleisiä kuin yksittäiset tähdet.

"Ei ole selvää kuinka tämä planeetta päätyi laajalle radalleen tässä äärimmäisessä järjestelmässä emmekä pysty sanomaan vielä mitä tämä tarkoittaa laajemmalle ymmärtämyksellemme erityyppisistä planeettajärjestelmistä, mutta se osoittaa, että vaihtelevuus on suurempaa kuin monet olisivat pitäneet mahdollisena," päättää Kevin Wagner. "Se mitä me tiedämme on, että monitähtijärjestelmien planeettoja on tutkittu paljon harvemmin, mutta ne ovat mahdollisesti yhtä lukuisia kuin planeetat yksittäisten tähtien järjestelmissä."

Lisähuomiot

[1] Kolmoistähden kolme komponenttia on nimetty kirkkaimmasta himmeimpään HD 131399A, HD 131399B ja HD 131399C. Planeetta kiertää kirkkainta tähteä ja on siten saanut nimen HD 131399Ab.

[2] Suuren osan planeetan vuodesta tähdet näyttävät olevan taivaalla lähellä toisiaan, mikä johtaa tuttuihin yö- ja päiväpuoliin sekä ainutlaatuisiin kolmoisauringonlaskuihin ja -nousuihin joka päivä. Planeetan liikkuessa radallaan, tähdet etääntyvät toisistaan joka päivä, kunnes saavuttavat hetken, jolloin yhden laskiessa toinen nousee. Tällöin planeetalla on lähes loputon päivä noin neljänneksen kiertoradastaan eli noin 140 Maan vuotta.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System”, jonka kirjoittivat K. Wagner et al. Tutkimusjulkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Science 7. heinäkuuta 2016.

Tutkimusryhmään kuuluvat Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Dániel Apai (Steward Observatory ja Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Markus Kasper (ESO, Garching, Saksa), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Melissa McClure (ESO, Garching, Saksa), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA) ja Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Ranska; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Ranska).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, 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 yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Yhteystiedot

Rami Rekola
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Sähköposti: rareko@utu.fi

Pasi Nurmi
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Matkapuhelin: +358 440 121 971

Kevin Wagner
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Puh.: 00 1 (859) 609-3611
Sähköposti: kevinwagner@email.arizona.edu

Markus Kasper
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6359
Sähköposti: mkasper@eso.org

Daniel Apai
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Sähköposti: apai@email.arizona.edu

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

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1624.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1624fi
Nimi:Exoplanets
Tyyppi:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2016Sci...353..673W

Kuvat

Artist’s impression of planet in the HD 131399 system
Artist’s impression of planet in the HD 131399 system
Englanniksi
Artist’s impression of planet in the HD 131399 system
Artist’s impression of planet in the HD 131399 system
Englanniksi
The orbits of the planet and stars in the HD 131399 system
The orbits of the planet and stars in the HD 131399 system
Englanniksi
SPHERE observations of the planet HD 131399Ab
SPHERE observations of the planet HD 131399Ab
Englanniksi
The sky around the triple-star system HD 131399
The sky around the triple-star system HD 131399
Englanniksi
The triple star HD 131399 in the constellation of Centaurus (The Centaur)
The triple star HD 131399 in the constellation of Centaurus (The Centaur)
Englanniksi
SPHERE observations of the planet HD 131399Ab
SPHERE observations of the planet HD 131399Ab
Englanniksi

Videot

Artist’s impression of planet orbiting in the HD 131399 system
Artist’s impression of planet orbiting in the HD 131399 system
Englanniksi
Zooming in on the HD 131399 triple-star system
Zooming in on the HD 131399 triple-star system
Englanniksi

Katso myös