eso1002is — Fréttatilkynning

VLT mælir litróf fjarreikistjörnu með beinum hætti í fyrsta sinn

13. janúar 2010

Með því að rannsaka sólkerfi þriggja reikistjarna, sem líkist stækkaðri útgáfu af sólkerfinu okkar, hafa stjörnufræðingar gert fyrstu beinu litrófsmælingarnar — tekið „fingraförin“ [1] — á reikistjörnu á braut um fjarlæga stjörnu [2] og þannig fengið nýja innsýn í myndum og efnasamsetningu reikistjarna. Niðurstöðurnar marka tímamót í leitinni að lífi annars staðar í alheiminum.

„Litróf reikistjörnu er eins og fingrfar. Það veitir okkur lykilupplýsingar um efnin í lofthjúpi reikistjörnunnar“ segir Markus Janson, aðalhöfundur greinar um þessar nýju mælingar. „Með þessum upplýsingum getum við skilið betur hvernig reikistjörnur myndast og með sömu aðferð gætum við í framtíðinni jafnvel fundið merki um líf á öðrum reikistjörnum.“

Stjörnufræðingarnir gerðu litrófsmælingar á risareikistjörnu sem hringsólar umhverfis bjarta og unga stjörnu sem nefnist HR 8799. Þetta sólkerfi er í um 130 ljósára fjarlægð en móðurstjarnan sjálf er 1,5 sinnum massameiri en sólin og geymir sólkerfi sem segja má að líkist stækkaðri útgáfu af okkar eigin sólkerfi. Árið 2008 fundu aðrir stjörnufræðingar þrjár risareikistjörnu á braut um þessa stjörnu sem allar eru milli 7 og 10 sinnum massameiri en Júpíter. Allar eru þær milli 20 til 70 sinnum lengra frá sinni móðurstjörnu en jörðin er frá sólinni. Í þessu sólkerfi hafa líka fundist tvö belti svipuð smástirnabeltinu og Kuipersbeltinu í sólkerfinu okkar.

„Reikistjarnan í miðju þriggja var viðfangsefni okkar. Hún er um tíu sinnum masasmeiri en Júpíter og hitastigið í lofthjúpnum í kringum 800 gráður á Celsíus“ segir Carolina Bergfors, stjörnufræðingur sem tók þátt í rannsókninni. „Eftir að hafa fylgst með kerfinu í meira en fimm klukkustundir samfellt gátum við dregið litróf reikistjörnunnar út úr miklu skærara ljósi móðurstjörnunnar.“

Þetta er í fyrsta sinn sem tekist hefur að mæla með beinum hætti litróf fjarreikistjörnu á braut um stjörnu sem líkist sólinni. Áður hafði eina litróf fjarreikistjörnu náðst með geimsjónauka sem fylgdist grannt með er reikistjarnan gekk á bak við móðurstjörnu sína við „fjarreikistjörnumyrkva“ og var þá hægt að skoða litróf hennar með því að bera saman ljósið frá stjörnunni fyrir og eftir myrkvann. Þessa aðferð er hins vegar aðeins hægt að nota ef brautarhalli reikistjörnunnar er hárréttur en það á aðeins við um lítið brot af öllum fjarreikistjörnum. Litrófið í hinu tilvikinu var mælt af jörðu niðri með beinum hætti með Very Large Telescope (VLT) ESO með aðferð sem er óháð brautarhalla reikistjörnunnar.

Þar sem móðurstjarnan er nokkur þúsund sinnum bjartari en reikistjarnan er þetta mikið afrek. „Þessum mælingum má líkja við að finna út úr hverju kerti er með því að rannsaka það tveggja km fjarlægð við hlið skærs 300 watta lampa“ segir Janson.

Mælingarnar voru gerðar með innrauða mælitækinu NACO á VLT og aðlögunarsjóntækni sjónaukans [3]. Búast má við enn betri myndum og litrófum af risareikistjörnum þegar næsta kynslóð SPHERE mælitækisins verður komið fyrir á VLT árið 2011 og þegar European Extremely Large Telescope verður tekinn í notkun.

Nýju gögnin sýna að við skiljum enn lítið í lofthjúpi reikistjörnunnar. „Við sjáum smáatriði í lofthjúpnum sem koma ekki heim og saman við líkön okkar í dag“ útskýrir Wolfgang Brandner, meðhöfundur greinarinnar. „Við þurfum að taka með reikninginn nákvæmari lýsingu á rykskýjum í lofthjúpnum eða viðurkenna að lofthjúpurinn hefur aðra efnasamsetningu en við áttum von á.“

Stjörnufræðingar vonast til að ná fingraförum hinna reikistjarnanna tveggja svo bera megi saman litróf allra reikistjarnanna þriggja í þessu sólkerfi. Það yrði í fyrsta sinn sem slíkt yrði gert. „Þetta mun án efa varpa nýju ljósi á þau ferli sem leiddu til myndunar sólkerfa eins og okkar eigin“ segir Janson að lokum.

Skýringar

[1] Hægt er að skipta ljósi í liti sína eins og regnboginn er gott dæmi um. Stjörnufræðingar skipta ljósi sem þeir fanga frá fjarlægum fyrirbærum í liti sína eða „bylgjulengdir“ en í stað þess að sjá aðeins þá fimm eða sex liti sem við sjáum í regnboganum, eru hundruð hárfínna litbrigða skoðuð. Litrófið er nokkurs konar skrá yfir hve mikið ljós fyrirbæri gefur frá sér í hverjum lit eða bylgjulengd. Smáatriði í litrófinu — meira ljós í sumum litum en minna í öðrum — veitir upplýsingar um efnasamsetningu ljósuppsprettunnar. Þess vegna er litrófsgreining afar mikilvægt verkfæri stjörnufræðinga.

[2] Árið 2004 notuðu stjörnufræðingar NACO mælitækið á VLT til að taka mynd og litróf af hnetti sem er fimm sinnum massameiri en Júpíter á sveimi í kringum brúnan dverg eða „misheppnaða stjörnu“. Hins vegar er talið að þetta tvíeyki hafi líklega myndast saman eins og tvístirni í stað þess að förunauturinn hafi myndast í skífu umhverfis brúna dvergin, eins og sólkerfi (sjá eso0428, eso0515 og eso0619).

[3] Ókyrrð í lofthjúpi jarðar veldur því að myndir sjónauka á jörðu niðri verða móðukenndar. Ókyrrðin veldur því að stjörnurnar tindra, nokkuð sem getur veitt listamönnum innblástur en er afar pirrandi fyrir stjörnufræðinga því hún dregur úr þeim smáatriðum sem greina má. Með aðlögunarsjóntækni er hægt að draga úr áhrifum ókyrrðarinnar og ná sjónaukarnir þá eins skörpum myndum og hægt er, nánast sambærilegar við geimsjónauka. Í aðlögunarsjóntækni aflagar tölva spegil í samræmi við bjögun lofthjúpsins. Leiðréttingar eru gerðar í mjög hratt (nokkur hundruð sinnum á sekúndu) og í rauntíma með gögnum sem sérstök myndavél sem fylgist með ljósi frá viðmiðunarstjörnu aflar.

Frekari upplýsingar

Sagt er frá þessari rannsókn í grein í tímaritinu Astrophysical Journal („Spatially resolved spectroscopy of the exoplanet HR 8799 c“ eftir M. Janson et al.).

Í rannsóknahópnum eru M. Janson (University of Toronto í Kanada), C. Bergfors, M. Goto, W. Brandner (Max-Planck-Institute for Astronomy í Heidelberg í Þýskalandi) og D. Lafrenière (University of Montreal í Kanada). Undirbúningsgögn voru fengin með IRCS mælitækinu á Subaru sjónaukanum.

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: saevar@stjornuskodun.is

Markus Janson
University of Toronto
Toronto, Canada
Sími: +1 416 946 5465 and +49 6221 528 493
Tölvupóstur: janson@astro.utoronto.ca

Wolfgang Brandner
Max-Planck-Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Sími: +49 6221 528 289
Tölvupóstur: brandner@mpia.de

Henri Boffin
La Silla/Paranal/E-ELT PiO
ESO ePOD, Garching, Germany
Sími: +49 89 3200 6222
Tölvupóstur: hboffin@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1002.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1002is
Nafn:Very Large Telescope
Science data:2010ApJ...710L..35J

Myndir

Spectrum of the planet around HR 8799 (annotated)
Spectrum of the planet around HR 8799 (annotated)
texti aðeins á ensku
The system around HR 8799 (annotated)
The system around HR 8799 (annotated)
texti aðeins á ensku
Spectrum of planet around HR 8799 (annotated)
Spectrum of planet around HR 8799 (annotated)
texti aðeins á ensku
Spectrum of the planet around HR 8799
Spectrum of the planet around HR 8799
texti aðeins á ensku
The system around HR 8799
The system around HR 8799
texti aðeins á ensku
Spectrum of planet around HR 8799
Spectrum of planet around HR 8799
texti aðeins á ensku

Sjá einnig