eso1002no — Pressemelding

VLT observerer det første direkte spektrum av en eksoplanet

13 January 2010

Gjennom observasjoner av et trippelsystem av planeter som ligner en oppskalert versjon av vårt eget planetsystem, har astronomer klart å ta det første direkte spektrum av en planet som kretser rundt en fjern stjerne [1]. Slike spektra er "kjemiske fingeravtrykk" [2] som gir innsikt i objektets dannelse og sammensetning. Bragden er en milepæl i vår søken etter liv andre steder i universet.

"Spekteret av en planet er som et fingeravtrykk. Det inneholder viktig informasjon om  de kjemiske grunnstoffene i planetens atmosfære," sier  Markus Janson, hovedforfatter av artikkelen der oppdagelsen presenteres. "Med denne informasjonen kan vi bedre forstå hvordan planeten ble dannet. Og hvem vet, kanskje vi i framtiden kan klare å finne sikre tegn på liv."

Forskerne klarte å registrere spekteret av en stor eksoplanet som går i bane rundt den lyssterke og meget unge stjernen HR 8799. Systemet ligger om lag 130 lysår fra Jorda. Stjernen har en masse 1,5 ganger større enn Solas og et planetsystem som ligner en forstørret utgave av vårt eget solsystem. Tre svære gassplaneter ble oppdaget av et annet team i 2008; disse var mellom 7 og 10 ganger mer massive enn vår egen gasskjempe, Jupiter. De tre planetene befinner seg mellom 20 og 70 ganger lenger unna moderstjernen enn Jorda er fra Sola. Systemet består også av to belter med mindre objekter, analogt til asteroidebeltet og Kuiperbeltet i vårt eget solsystem.

"Vårt mål var den midterste av de tre planetene, som er omkring 10 ganger mer massiv enn Jupiter og har en temperatur på ca. 800 grader Celsius," sier teammedlem Carolina Bergfors. "Med en eksponeringstid på mer enn fem timer klarte vi å lokke fram planetens spektrum fra moderstjernens ekstremt mye kraftige lys."

Dette er første gang en har klart å direkte observere spekteret av en eksoplanet rundt en vanlig, mer eller mindre sollignende stjerne. Inntil nå har spektrene blitt tatt vha. romteleskoper og en spesiell teknikk der man først tar spekteret av stjernen mens planeten er skjult bak den, for så å ta spekteret av stjernen og planeten sammen. Differansen mellom disse to gir da spekteret til planeten. Denne metoden kan imidlertid bare anvendes hvis planetens bane er orientert på en helt spesiell måte, noe som er tilfelle for kun en liten andel av alle eksoplanetsystemer. Det nye spekteret, derimot, ble tatt fra bakken med ESOs Very Large Telescope (VLT) og observasjonene av planeten ble gjort direkte, uten å være avhengig av en spesiell baneorientering i forhold til moderstjernen.

Moderstjernen er flere tusen ganger mer lyssterk enn planeten, så dette er en imponerende prestasjon. "Det er som å skulle finne ut hva et stearinlys er laget av, ved å observere det to kilometer unna mens en blendende 300-wattspære står like ved det," sier Janson.

Oppdagelsen var mulig takket være det infrarøde NACO-instrumentet på VLT, og spesielt avgjørende var instrumentets ekstremt gode adaptiv optikk-system [3]. Enda mer nøyaktige bilder og spektra av store eksoplaneter ventes både fra SPHERE-instrumentet, som skal installeres i 2011, og fra European Extremely Large Telescope.

De nye dataene viser at vi ikke forstår planetens atmosfære spesielt godt. "Egenskapene vi kan lese ut av spekteret passer ikke med dagens teoretiske modeller," forklarer medforfatter Wolfgang Brandner. "Vi er nødt til å inkludere en mer detaljert beskrivelse av atmosfæriske støvskyer, eller avfinne oss med at atmosfæren har en annen kjemisk sammensetning enn det vi hittil har antatt."

Astronomene håper å snart kunne få fatt i fingeravtrykkene til de andre to kjempeplanetene, slik at de – for første gang – kan sammenligne spektrene fra tre eksoplaneter som tilhører samme solsystem. "Det vil garantert gi ny innsikt i prosessene som skaper planetsystemer slik som vår eget," avslutter Janson.

Fotnoter

[1] I 2004 anvendte astronomene NACO-instrumentet på VLT for å ta både bilde og spektrum av et objekt på fem jupitermasser i bane rundt en brun dverg – en "mislykket" stjerne. Man antar dog at disse to objektene ble dannet samtidig, som et lite dobbeltstjernesystem, i stedet for at kompanjongen ble dannet i en planetskive rundt den brune dvergen, slik tilfelle er for vanlige solsystemer (se ESO 28/04, ESO 15/05 og ESO 19/06).

[2] Hvitt lys kan splittes opp i forskjellige farger, noe enhver regnbue er et synlig bevis på. Astronomene deler også opp lyset de mottar fra fjerne objekter i sine respektive farger (eller "bølgelengder"). Mens vi vanligvis skjelner fem eller seks ulike farger i regnbuen, kartlegger astronomene hundrevis av finnyanserte farger i sine spektra, som forteller hvor mye lys objektet sender ut i hvert enkelt smale fargeintervall. Detaljene i spekteret – mer lys på noen farger/bølgelengder og mindre på andre – gir astronomene informasjon om den kjemiske sammensetningen til materien som sender ut lyset. Dette gjør spektroskopi til et meget viktig redskap i astronomiske undersøkelser.

[3] Teleskoper på bakken lider under den slørende effekten Jordas turbulente atmosfære har på bilder av himmelobjektene. Turbulensen får stjernene til å blinke på en måte dikterne elsker, men astronomene misliker. Effekten gjør nemlig at små detaljer på bildene viskes ut. Med adaptiv optikk (AO) kan imidlertid denne store ulempen overkommes, slik at teleskopene produserer bilder med maksimal teoretisk skarphet – som om de skulle vært tatt fra verdensrommet. AO-systemer benytter seg av datastyrte, deformérbare speil som motvirker bildeforvrengningen som atmosfæreturbulensen er skyld i. De optiske korreksjonene utføres i sanntid mange hundre ganger per sekund og er beregnet ut fra bilder fra en såkalt bølgefrontsensor (et spesialkamera) som overvåker lyset fra en referansestjerne.

Mer informasjon

Denne studien er presentert i en forskningsartikkel i journalen Astrophysical Journal ("Spatially resolved spectroscopy of the exoplanet HR 8799 c" av M. Janson et al.).

Forskerteamet består av M. Janson (University of Toronto, Canada), C. Bergfors, M. Goto, W. Brandner (Max-Planck-Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland) og D. Lafrenière (University of Montreal, Canada). Forberedende observasjoner ble gjort med IRCS-instrumentet på Subaru-teleskopet.

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og VISTA, verdens største kartleggingsteleskop. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

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

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

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

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1002 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1002no
Navn:Very Large Telescope
Science data:2010ApJ...710L..35J

Bilder

Spectrum of the planet around HR 8799 (annotated)
Spectrum of the planet around HR 8799 (annotated)
kun på engelsk
The system around HR 8799 (annotated)
The system around HR 8799 (annotated)
kun på engelsk
Spectrum of planet around HR 8799 (annotated)
Spectrum of planet around HR 8799 (annotated)
kun på engelsk
Spectrum of the planet around HR 8799
Spectrum of the planet around HR 8799
kun på engelsk
The system around HR 8799
The system around HR 8799
kun på engelsk
Spectrum of planet around HR 8799
Spectrum of planet around HR 8799
kun på engelsk

Se også