Kids

eso1414is — Fréttatilkynning

Snúningshraði fjarreikistjörnu mældur í fyrsta sinn

VLT mælir sólarhringinn á Beta Pictoris b

30. apríl 2014

Mælingar sem gerðar voru með Very Large Telescope (VLT) ESO hafa, í fyrsta sinn, leitt i ljós snúningshraða reikistjörnu utan okkar sólkerfis. Sólarhringurinn á fjarreikistjörnunni Beta Pictoris b reyndist aðeins átta klukkustunda langur. Hún snýst því mun hraðar um sjálfa sig en nokkur reikistjarna í sólkerfinu okkar — snúningshraðinn við miðbaug er næstum 100.000 km/klst. Niðurstöðurnar sýna að sömu tengsl eru á milli massa og snúningshraða reikistjarna í sólkerfinu okkar og fjarreikistjarna. Tæknin sem notuð var við rannsóknina mun, í framtíðinni, gera stjörnufræðingum kleift að kortleggja yfirborð fjarreikistjarna með hjálp European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Fjarreikistjarnan Beta Pictoris b er á braut um stjörnuna Beta Pictoris [1], [2], sem er í um 63 ljósára fjarlægð frá Jörðinni í stjörnumerkinu Málaranum. Reikistjarnan fannst fyrir hartnær sex árum og var ein sú fyrsta sem náðist á mynd. Hún er aðeins um átta sinnum lengra frá sinni móðurstjörnu en Jörðin er frá sólinni (eso1024) — sem þýðir að af þeim fjarreikistjörnum sem náðst hafa á mynd, er hún í minnstri fjarlægð frá móðurstjörnunni [3].

Með hjálp CRIRES mælitækisins á VLT hefur hópur hollenskra stjörnufræðinga við Leidenháskóla og hollensku geimrannsóknastofnunarinnar (SRON) nú komist að því, að snúningshraðinn við miðbaug Beta Pictoris b er næstum 100 000 km á klukkustund. Til samanburðar snýst Júpíter um sjálfan sig á um 47 000 km hraða á klukkustund við miðbaug [4] en Jörðin á aðeins 1700 km hraða á klukkustund [5]. Þótt Beta Pictoris b sé meira en 16 sinnum stærri og 3000 sinnum massameiri en Jörðin er dagurinn þar aðeins 8 klukkustundir.

„Við vitum ekki hvers vegna sumar reikistjörnur snúast hraðar en aðrar,“ segir Remco de Kok, meðhöfundur greinar um uppgötvunina, „en þessar fyrstu mælingar á snúningshraða fjarreikistjörnu sýna að sama tilhneiging og við sjáum í sólkerfinu okkar, að massamiklar reikistjörnur snúast hraðar, á líka við um fjarreikistjörnur. Það hlýtur að vera einhvers konar afleiðing af því hvernig reikistjörnur myndast.“.

Beta Pictoris b er mjög ung reikistjarna, aðeins um 20 milljón ára gömul (samanborið við 4,5 milljarða ára aldur Jarðar) [6]. Með tímanum er búist við því að reikistjarnan kólni og dragist saman, sem veldur því að snúningshraðinn eykst [7]. Á hinn bóginn gætu önnur ferli hægt á snúningi reikistjörnunnar. Til dæmis hægir á snúningi Jarðar með tímanum vegna flóðkrafta frá tunglinu.

Stjörnufræðingarnir notuðu mjög nákvæma tækni sem kölluð er litrófsgreining með hárri tvístrun til að kljúfa ljósið í frumliti sína — mismunandi bylgjulengdir í litrófinu. Með Dopplerhrifum (eða Dopplervika) gátu stjörnufræðingarnir notað breytinguna á bylgjulengd ljóssins til að sjá hvernig mismunandi hlutar reikistjörnunnar hreyfðust mishratt og í gagnstæða átt miðað við athuganda. Með því að sía vandlega burt áhrif móðurstjörnunnar, sem er miklu bjartari, gátu stjörnufræðingarnir mælt snúning reikistjörnunnar.

„Okkur tókst að mæla bylgjulengdir geislunarinnar sem reikistjarnan sendir frá sér, með nákvæmni upp á hundrað þúsundasta hluta, svo mælingar á Dopplerhrifunum gátu leitt í ljós hraða fyrirbæranna sem gáfu frá sér geislunina,“ sagði Ignas Snellen, aðalhöfundur greinarinnar um uppgötvunina. „Með þessari tækni komumst við að því, að mismunandi hlutar reikistjörnunnar færast í átt að eða frá okkur með mismunandi hraða og það getur aðeins þýtt að reikistjarnan er að snúast um möndul sinn.“

Þessi mælitækni er nátengd Doppler ljósmyndun, sem notuð hefur verið um áratuga skeið til að kortleggja yfirborð stjarna og, fyrir skömmu, brúns dvergs [8] — Luhman 16B (eso1404). Snúningshraði Beta Pictoris b sýnir að í framtíðinni verður hægt að útbúa kort af reikistjörnunni sem sýna hugsanleg veðrakerfi eins og ský og storma.

„Hægt verður að nota þessa tækni á mun fleiri fjarreikistjörnur með hinni framúrskarandi greinigetu E-ELT og litrófsritum með hárri tvístrun. E-ELT Imager and Spectrograph (METIS), hinn fyrirhugaði mið-innrauði litrófsriti, mun gera okkur kleift að kortleggja fjarreikistjörnur og greina mun minni reikistjörnur en Beta Pictoris b með sömu tækni,“ segir Bernhard Brandl sem hefur yfirumsjón með rannsóknum METIS og er meðhöfundur greinarinnar.

Skýringar

[1] Beta Pictoris gengur undir mörgum öðrum nöfnum, til dæmis HD 39060, SAO 234134 og HIP 27321.

[2] Beta Pictoris er eitt þekktast dæmið um stjörnu sem er umlukin rykskífu. Vitað er að skífan nær um 1000 sinnum lengra frá stjörnunni en sem nemur fjarlægðinni milli Jarðar og sólar. Eldri athugunum á reikistjörnu Beta Pictoris er lýst í eso0842, eso1042 og eso1408.

[3] Mælingarnar voru gerðar með aðlögunarsjóntækni sem vegur upp á móti ókyrrðinni í lofthjúpi Jarðar sem getur bjagað myndir, jafnvel frá bestu stjörnuathugunarstöðum heims. Hún gerir stjörnufræðingum kleift að ná hnífskörpum myndum, næstum jafn góðum og þeim sem fást úr geimnum.

[4] Þar sem Júpíter hefur ekkert fast yfirborð sem hægt er að nota til að mæla snúningshraðann, er snúningshraði lofthjúpsins við miðbaug notaður en hann er 47 000 km/klst.

[5] Snúningshraði Jarðar við miðbaug er 1674,4 km/klst.

[6] Eldri mælingar bentu til að kerfið væri yngra.

[7] Þetta er afleiðing af varðveislu hverfiþungans og eru sömu áhrif og valda því að skautadansmær snýst hraðar þegar hún dregur hendurnar að líkama sínum.

[8] Brúnir dvergar eru oft kallaðir „misheppnaðar stjörnur“ sem, ólíkt stjörnum á borð við sólina, urðu aldrei nógu heitir til að kjarnahvörf yrðu í kjörnum þeirra.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni „Fast spin of a young extrasolar planet“ eftir I. Snellen o.fl., sem birtist í tímaritinu Nature þann 1. maí 2014.

Í rannsóknarteyminu eru Ignas A. G. Snellen (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, í Hollandi), Bernhard Brandl (Leiden Observatory), Remco J. de Kok (SRON Netherlands Institute for Space Research, Utrecht í Hollandi), Simon Albrecht (Department of Physics og Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology í Bandaríkjunum; Leiden Observatory), Matteo Brogi (Leiden Observatory), Jayne Birkby (Leiden Observatory) og Henriette Schwarz (Leiden Observatory).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir 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 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Ignas Snellen
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Sími: +31 71 52 75 838
Farsími: +31 63 00 31 983
Tölvupóstur: snellen@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information 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 eso1414.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1414is
Nafn:Beta Pictoris
Tegund:• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Science data:2014Natur.509...63S

Myndir

Teikning af reikistjörnunni Beta Pictoris b
Teikning af reikistjörnunni Beta Pictoris b
Tengslin milli massa og snúningshraða reikistjarna
Tengslin milli massa og snúningshraða reikistjarna
Kort af himninum í kringum Beta Pictoris
Kort af himninum í kringum Beta Pictoris
Around Beta Pictoris
Around Beta Pictoris
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Zooming in on Beta Pictoris
Zooming in on Beta Pictoris
texti aðeins á ensku

Sjá einnig