Pressmeddelande

Mängder av planeter i Vintergatan

Planeter runt stjärnor snarare en regel än ett undantag

11 januari 2012

Ett internationellt forskarlag, i vilket tre astronomer från Europeiska sydobservatoriet (ESO) ingår, har använt tekniken mikrolinsning för att mäta hur vanligt det är med planeter i Vintergatan. Efter sex års arbete och miljontals observerade stjärnor slår teamet fast att planeter runt stjärnor är regeln snarare än undantaget. Forskningsresultaten publiceras i tidskriften Nature den 12 januari 2012.

Under de senaste 16 åren har astronomer upptäckt fler än 700 bekräftade exoplaneter [1] och har börjat undersöka både spektren (eso1002) och atmosfärerna (eso1047) hos dessa främmande världar. Det råder inga tvivel om att det är värdefullt att studera enskilda exoplaneters egenskaper, men en mer grundläggande fråga väntar på sitt svar: hur vanligt är det med planeter i Vintergatan?

De flesta nu kända exoplaneter hittades antingen genom att registrera hur planetens tyngdkraft påverkar sin värdstjärna, eller genom att fånga planeten när den passerar framför sin stjärna och tillfälligt skymmer den lite grann. Båda teknikerna fungerar bäst för planeter som antingen är massiva, ligger nära sina stjärnor, eller bådadera. Därför missas många planeter.

Ett internationellt astronomteam har letat efter exoplaneter med en helt annan metod - gravitationell mikrolinsning. Med den kan man hitta planeter över ett brett spann i massa, inklusive sådana som ligger långt från sina stjärnor.

Arnaud Cassan (Institut dʼAstrophysique de Paris) är huvudförfattare för artikeln i Nature.
- Vi har letat efter bevis på exoplaneter i mikrolinsningsobservationer tagna under en sexårsperiod. Spännande nog visar mätningarna att planeter är vanligare än stjärnor i vår galax. Vi upptäckte dessutom att lättare planeter, såsom superjordar[4] eller svala Neptunus-liknande planeter, måste vara vanligare än tyngre planeter.

Astronomerna använde observationer som gjordes av forskarteamen bakom projekten PLANET[2] och OGLE[3]. Dessa projekt hittar exoplaneter när ljuset från en avlägsen stjärna förstärks när det passerar igenom gravitationsfältet hos en en mer närliggande stjärna. Stjärnans gravitationsfält fungerar som en lins. Om det dessutom finns en planet runt stjärnan kan den göra att ökningen av ljusstyrka kan vara så stort att det går att upptäcka.

Jean-Philippe Beaulieu vid Institutet för astrofysik i Paris är ledare för PLANET-projektet.

– PLANET-samarbetet skapades för att följa upp lovande mikrolinsningshändelser med ett världsomspännande nätverk av teleskop på det södra halvklotet, från Australien och Sydafrika till Chile. ESO:s teleskop bidrog väsentligt till projektets observationer, tillägger han.

Mikrolinsning är ett mycket kraftfull metod som kan upptäcka exoplaneter som aldrig skulle ha kunnat hittas på andra sätt. Men det krävs ett mycket ovanligt geometriskt förhållande mellan observatör, bakgrundsstjärna och linsstjärna för att man ska kunna se mikrolinsningen över huvud taget. För att kunna se en planet under händelsen måste dessutom även planetens bana vara orienterad på rätt sätt.

Trots att det av dessa skäl är en långt ifrån lätt uppgift att hitta planeter med mikrolinsning, så har faktiskt tre exoplaneter detekterats i de mikrolinsningsdata, från sex års PLANET- och OGLE-kartläggningar, som använts i analysen. En av dem är en så kallad superjord [4], och de andra har massor motsvarande Neptunus och Jupiters. För att ha upptäckts med mikrolinsning är detta ändå en imponerande skörd. Genom att detektera tre planeter kan forskarna ha haft en otrolig tur och lyckats mot alla odds - eller så är planeter så pass vanliga i Vintergatan att resultatet var nästan förutbestämda.

Astronomerna la sedan ihop informationen om de tre positiva exoplanetfynden med sju andra tidigare upptäckter. De tog också med i beräkning de gigantiska mängder observationer i de sex årens samlade data där ingen planet hade hittats. För den statistiska analysen är det lika viktigt att räkna med de många icke-detektionerna. Forskarna kom fram till att en av sex av de stjärnor som studerats är värd till en planet med massa som liknar Jupiters, hälften har planeter med massa som motsvarar Neptunus och två tredjedelar har superjordar. Kartläggningen var känslig för planeter som ligger mellan 75 miljoner kilometer och 1,5 miljoner miljarder kilometer från sina stjärnor (i vårt solsystem motsvarar detta samtliga planeter från Venus ut till Saturnus) och med massa från fem gånger jordens massa upp till tio gånger Jupiters.

Genom att kombinera samtliga mätningar tyder resultaten starkt på att antalet planeter hos varje stjärna är i snitt större en ett. Planeter är regeln snarare än undantaget.

Daniel Kubas är andre huvudförfattare till artikeln.

- Förr brukade vi tänka oss att jorden kanske var unik i galaxen. Men nu tycks det snarare finnas miljardtals planeter med liknande massa som jorden som kretsar kring stjärnorna i Vintergatan, slår han fast.

Noter

[1] Rymdteleskopet Kepler håller på att upptäcka stora mängder “exoplanetkandidater” som inte ingår i denna siffra.

[2] Probing Lensing Anomalies NETwork (Nätverket för att undersöka linsningsanomalier). Mer än hälften av mätningarna från PLANET som användes i den aktuella studien gjordes med det danska 1,54-metersteleskop vid ESO:s La Silla-observatorium.

[3] Optical Gravitational Lensing Experiment (Optiskt experiment för gravitationslinsning).

[4] En superjord har massa mellan två och tio gånger jordens. Hittills har 12 planeter upptäckts med mikrolinsning genom att tillämpa flera olika observationsstrategier.

[5] Astronomerna observerade miljontals stjärnor på jakt efter mikrolinsningshändelser. Mellan 2002 och 2007 sågs bara 3247 sådana händelser, och det ringa antalet beror på att det är mycket ovanligt att de geometriska kraven för en mikrolinsningshändelse uppfylls. De statistiska slutsatserna drogs utifrån en representativ delmängd av 440 mätserier av hur stjärnors ljusstyrka ändrats med tid.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel i tidskriften Nature som publiceras den 12 januari 2012, “One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations”, av A. Cassan m. fl. Forskarteamet består av A. Cassan (Institut dʼAstrophysique de Paris, Frankrike [IAP]; ESO), D. Kubas (IAP), J.-P. Beaulieu (IAP), K. Horne (University of St Andrews, Skottland), M. Dominik (University of St Andrews), J. Greenhill (University of Tasmania, Australien), J. Wambsganss (Universität Heidelberg, Tyskland), J. Menzies (South African Astronomical Observatory, Sydafrika), A. Williams (Perth Observatory, Australien), U. G. Jørgensen (Niels Bohr-institutet, Köpenhamn, Danmark), A. Udalski (Warsaws universitetsobservatorium, Polen), M. D. Albrow (University of Canterbury, Nya Zeeland), V. Batista (IAP), D. P. Bennett (University of Notre Dame, Notre Dame, USA), S. Brillant (ESO), J. A. R. Caldwell (McDonald Observatory, Fort Davis, USA), A. Cole (University of Tasmania), Ch. Coutures (IAP), K. Cook (Lawrence Livermore National Laboratory, USA), S. Dieters (University of Tasmania), D. Dominis Prester (Rijekas universitet, Kroatien), J. Donatowicz (Wiens tekniska universitet, Österrike), P. Fouqué (Université de Toulouse, Frankrike), K. Hill (University of Tasmania), N. Kains (ESO), J.-B. Marquette (IAP), K. R. Pollard (University of Canterbury, Nya Zeeland), K. C. Sahu (STScI, Baltimore, USA), C. Vinter (Niels Bohr-institutet), B. Watson (University of Tasmania), M. Zub (Universität Heidelberg), T. Sumi (Nagoyauniversitetet, Japan), M. K. Szymański (Warsaws universitetsobservatorium), M. Kubiak (Warsaws universitetsobservatorium), R. Poleski (Warsaws universitetsobservatorium), I. Soszynski (Warsaws universitetsobservatorium), K. Ulaczyk (Warsaws universitetsobservatorium), G. Pietrzyński (Warsaws universitetsobservatorium), och  Ł. Wyrzykowski (Warsaws universitetsobservatorium).

År 2012 är det 50 år sedan Europeiska sydobservatoriet (ESO) grundades. ESO är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av ett europeiskt extremt stort teleskop i 40-metersklass för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

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

Daniel Kubas
c/o European Southern Observatory
E-post: dkubas@eso.org

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

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1204 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.