eso1204is — Fréttatilkynning

Aragrúi reikistjarna í vetrarbrautinni okkar

Reikistjörnur á braut um aðrar stjörnur reglan frekar en undantekning

11. janúar 2012

Alþjóðlegt teymi vísindamanna, þar á meðal þriggja stjörnufræðinga frá European Southern Observatory (ESO), hefur notað svonefnd örlinsuhrif til að meta fjölda reikistjarna í vetrarbrautinni okkar. Eftir að hafa skoðað milljónir stjarna í vetrarbrautinni yfir sex ára tímabil hafa stjörnufræðingarnir ályktað sem svo að reikistjörnur á braut um aðrar stjörnur sé regla frekar en undantekning. Niðurstöðurnar verða birtar í tímaritinu Nature sem kemur út 12. janúar 2012.

Undanfarin 16 ár hafa stjörnufræðingar staðfest tilvist meira en 700 fjarreikistjarna [1] og byrjað að skoða litróf (eso1002) og lofthjúpa (eso1047) þeirra. Þótt rannsóknir á eiginleikum fjarreikistjarna séu mikilvægar er einni grundvallarspurningu samt ósvarað: Hve algengar eru reikistjörnur í vetrarbrautinni okkar?

Flestar reikistjörnur sem komið hafa í leitirnar hingað til, hafa annað hvort fundist út frá þeim þyngdaráhrifum sem reikistjarna hefur á móðurstjörnuna eða þegar reikistjarna gengur fyrir móðurstjörnuna og dregur örlítið úr birtu hennar tímabundið. Með báðum þessum aðferðum er auðveldara að finna mjög massamiklar reikistjörnur og þær sem eru nálægt sínum stjörnum og því ljóst að margar reikistjörnur fara framhjá mönnum.

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga hefur leitað að fjarreikistjörnum með harla ólíkri aðferð, svokölluðum örlinsuhrifum sem nota má til að leita að reikistjörnum með breitt massabil og sem eru lengra frá sínum móðurstjörnum.

„Í sex ár höfum við leitað að merkjum um fjarreikistjörnur við mælingar á örlinsuhrifum“ útskýrir Arnaud Cassan (Institut d’Astrophysique de Paris), aðalhöfundur greinarinnar í Nature. „Gögnin segja okkur að reikistjörnur séu mun algengari en stjörnur í vetrarbrautinni, þótt ótrúlegt megi virðast. Við komumst líka að því að léttari reikistjörnur eins og risajarðir eða kaldir vatnsrisar á borð við Neptúnus, hljóta að vera algengari en þær sem þyngri eru.“

Stjörnufræðingarnir notuðu mælingar frá PLANET [2] og OGLE [3] hópunum við rannsóknina. Örlinsuhrif verða þegar þyngdarkraftur stjörnu og ef til vill reikistjörnu hennar líka, magnar upp ljós frá fjarlægri stjörnu í bakgrunni eins og náttúruleg linsa. Ef linsustjarnan hefur reikistjörnu getur reikistjarnan gert vart við sig með því að magna enn frekar birtu bakgrunnsstjörnunnar.

„PLANET samstarfið var sett á laggirnar til að fylgja eftir vænlegum örlinsuatburðum með neti sjónauka á suðurhveli jarðar, allt frá Ástralíu og Suður Afríku til Chile“ segir Jean-Philippe Beaulie (Institut d’Astrophysique de Paris), sem gegnir forystuhlutverki í PLANET samstarfinu. „Sjónaukar ESO lögðu heilmikið af mörkum til þessara rannsókna.“

Örlinsuhrif er mjög hentug aðferð við að finna fjarreikistjörnur sem ella fyndust aldrei með öðrum aðferðum. Þau eru hins vegar afar sjaldséð því uppröðun stjörnu í bakgrunni og linsustjörnu er tilviljun háð en án uppröðuninnar er útilokað að framkvæma mælingarnar. Og ef greina á reikistjörnu við slíkan atburð verður hún líka að vera heppilega staðsett á braut sinni um móðurstjörnuna miðað við okkur.

Þetta eru ástæður þess að mjög erfitt er að finna reikistjörnur með örlinsuhrifum. Í gögnum PLANET og OGLE verkefnanna, sem aflað var yfir sex ára tímabil og notuð voru við rannsóknina, fundust aðeins þrjár reikistjörnur: Ein risajörð [4] og reikistjörnur með svipaðan massa og Júpíter annars vegar og Neptúnus hins vegar. Þetta er býsna vel af sér vikið miðað við örlinsuaðferðina. Fyrst þrjár reikistjörnur fundust voru stjörnufræðingarnir annað hvort ótrúlega heppnir og duttu í lukkupottinn þótt líkurnar væru sáralitlar, eða ástæðan sé sú að í vetrarbrautinni okkar sé slíkur aragrúi reikistjarna að þetta var óhjákvæmilegt [5].

Næst báru stjörnufræðingarnir saman upplýsingarnar um reikistjörnurnar þrjár, sem fundust við nýju mælingarnar, og aðrar eldri mælingar sem skiluðu sjö öðrum uppgötvunum, við þann mikla fjölda mælinga sem engu skiluðu yfir sex ára tímabil. Síðastnefndu upplýsingarnar eru jafn mikilvægar eigi tölfræðileg greining að skila traustri niðurstöðu og eru auk þess miklu fleiri. Niðurstaðan var sú að ein af hverjum sex stjörnum sem rannsakaðar voru hafa að minnsta kosti eina reikistjörnu með sambærilegan massa og Júpíter, helmingur hefur reikistjörnur með svipaðan massa og Neptúnus og tveir þriðju stjarna hafa risajarðir. Mælingarnar voru næmar fyrir reikistjörnum sem eru milli 75 milljón til 1,5 milljarða km frá móðurstjörnunum (í sólkerfinu okkar inniheldur þetta fjarlægðarbil allar reikistjörnur frá Venusi til Satúrnusar) og frá fimm sinnum massameiri en jörðin upp í tíu sinnum massameiri en Júpíter.

Niðurstöðurnar benda því til þess að meðalfjöldi reikistjarna á braut um stjörnu sé meiri en ein. Reikistjörnur eru því regla frekar en undantekning.

„Eitt sinn héldum við að jörðin gæti verið einstök í vetrarbrautinni okkar. Nú virðist sem svo að það séu bókstaflega milljarðar reikistjarna álíka massamiklar og jörðin á braut um stjörnurnar í Vetrarbrautinni“ segir Daniel Kubas, meðhöfundur greinarinnar, að lokum.

Skýringar

[1] Keplerssjónaukinn hefur fundið mikinn fjölda „mögulegra fjarreikistjarna“ sem ekki eru taldar með í þessari tölu.

[2] Probing Lensing Anomalies NETwork. Meira en helmingur gagna frá PLANET verkefninu, sem notuð voru í þessari rannsókn, koma frá danska 1,54 metra sjónaukanum í La Silla stjörnustöð ESO.

[3] Optical Gravitational Lensing Experiment.

[4] Risajörð er reikistjarna sem er á bilinu tvisvar til tíu sinnum massameiri en jörðin. Hingað til hafa tólf reikistjörnur fundist með örlinsuaðferðinni.

[5] Stjörnufræðingarnir rannsökuðu milljónir stjarna í leit að örlinsuatburðum. Milli áranna 2002 til 2007 sáust aðeins 3.247 slíkir atburðir enda er sú heppilega uppröðun stjarna sem til þarf mjög ólíkleg. Tölfræðilegar niðurstöður voru leiddar út frá þeim örlinsuatburðum sem sáust og þeim sem sáust ekki úr hlutmengi 440 ljósferla.

Frekari upplýsingar

Þessi rannsókn er kynnt í greininni „One or more bound planets per Milky Wat star from microlensing observations“ eftir A. Cassan et al., sem birtist í tímaritinu Nature þann 12. janúar.

Í rannsóknarteyminu eru A. Cassan (Institut dʼAstrophysique de Paris í Frakklandi [IAP]; ESO), D. Kubas (IAP), J.-P. Beaulieu (IAP), M. Dominik (University of St Andrews í Bretlandi), K. Horne (University of St Andrews), J. Greenhill (University of Tasmania í Ástralíu), J. Wambsganss (Heidelberg University í Þýskalandi), J. Menzies (South African Astronomical Observatory), A. Williams (Perth Observatory í Ástralíu), U. G. Jørgensen (Niels Bohr Institute í Kaupmannahöfn í Danmörku), A. Udalski (Warsaw University Observatory í Póllandi), M. D. Albrow (University of Canterbury í Nýja Sjálandi), D. P. Bennett (University of Notre Dame í Notre Dame í Bandaríkjunum), V. Batista (IAP), S. Brillant (ESO), J. A. R. Caldwell (McDonald Observatory í Fort Davis í Bandaríkjunum), A. Cole (University of Tasmania), Ch. Coutures (IAP), K. Cook (Lawrence Livermore National Laboratory í Bandaríkjunum), S. Dieters (University of Tasmania), D. Dominis Prester (University of Rijeka í Króatíu), J. Donatowicz (Technical University of Vienna í Austurríki), P. Fouqué (Université de Toulouse í Frakklandi), K. Hill (University of Tasmania), N. Kains (ESO), S. Kane (NASA Exoplanet Science Institute, Caltech í Bandaríkjunum), J.-B. Marquette (IAP), K. R. Pollard (University of Canterbury í Nýja Sjálandi), K. C. Sahu (STScI í Baltimore í Bandaríkjunum), C. Vinter (Niels Bohr Institute), D. Warren (University of Tasmania), B. Watson (University of Tasmania), M. Zub (Heidelberg University), T. Sumi (Nagoya University í Japan), M. K. Szymański (Warsaw University Observatory), M. Kubiak (Warsaw University Observatory), R. Poleski (Warsaw University Observatory), I. Soszynski (Warsaw University Observatory), K. Ulaczyk (Warsaw University Observatory), G. Pietrzyński (Warsaw University Observatory), Ł. Wyrzykowski (Warsaw University Observatory).

Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO 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 tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 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: eson-iceland@eso.org

Arnaud Cassan
Institut d'Astrophysique de Paris
Université Pierre et Marie Curie , Paris, France
Sími: +33 1 44 32 80 00
Tölvupóstur: cassan@iap.fr

Daniel Kubas
c/o European Southern Observatory
Tölvupóstur: dkubas@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1204.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1204is
Nafn:Exoplanets, Gravitational Microlensing, Milky Way
Tegund:• Milky Way : Cosmology : Phenomenon : Lensing
• X - Cosmology
Facility:Danish 1.54-metre telescope
Science data:2012Natur.481..167C

Myndir

Planets everywhere (artist’s impression)
Planets everywhere (artist’s impression)
texti aðeins á ensku
The Milky Way over the 1.54-metre Danish Telescope at La Silla
The Milky Way over the 1.54-metre Danish Telescope at La Silla
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Planets everywhere
Planets everywhere
texti aðeins á ensku

Sjá einnig