eso1106no — Pressemelding

Planetdannelse i aksjon?

Astronomer kan for første gang ha funnet et objekt som rydder seg vei gjennom støvskiven rundt en ung stjerne

24 February 2011

Ved hjelp av ESOs Very Large Telescope har et internasjonalt team av astronomer klart å undersøke den kortlivede støvskiven rundt en ung stjerne som er i ferd med å danne et planetsystem. For første gang er en kompanjong registrert, som kan være årsaken til en stor åpning i skiven. Framtidige observasjoner vil avgjøre om denne ledsageren er en planet eller en brun dverg.

Planeter dannes fra skiver med materiale rundt unge stjerner, men overgangen fra støvskive til planetsystem er kortvarig og få objekter er registrert i denne fasen [1]. Et slikt objekt er T Chamaeleontis (forkortet T Cha), en lyssvak stjerne i det lille stjernebildet Kameleonen på den sørlige himmelhalvkule. T Cha ligger om lag 330 lysår fra Jorda og minner om Sola, men er svært ung – bare rundt syv millioner år gammel [2] (Sola er til sammenlikning 4,5 milliarder år gammel). Hittil har man ikke funnet planeter som er i ferd med å dannes i skiver i overgangsfasen, skjønt det finnes eksempler på planeter i mer velutviklede skiver (eso0842, heic0821).

"Tidligere studier har vist at T Cha er et utmerket mål for å lære mer om hvordan planetsystemer oppstår," forteller Johan Olofsson (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland), en av hovedforfatterne av to artikler i journalen Astronomy & Astrophysics der det nye forskningsarbeidet presenteres. "Men denne stjernen er forholdsvis langt unna, så vi var avhengige av VLT-interferometeret for å kunne oppløse de små detaljene og finne ut hva som egentlig skjer i støvskiven."

Astronomene observerte først T Cha med AMBER-instrumentet og VLT-interferometeret (Very Large Telescope Interferometer; VLTI) [3]. De oppdaget at noe av materialet i skiven danner en tynn støvring bare ca. 20 millioner km fra stjernen. Utenfor denne indre skiven fant de et område fritt for støv, mens den ytre delen av støvskiven strekker seg fra omkring 1,1 milliarder km fra stjernen og videre utover.

Hovedforfatteren av den ene forskningsartikkelen, Nuria Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Spania), forklarer videre: "Da vi så åpningen i støvskiven rundt T Cha, spurte vi oss selv om vi kanskje kunne være vitne til prosessen der en kompanjong baner seg vei gjennom den protoplanetariske skiven den ble dannet fra."

Å finne en lyssvak kompanjong så nær en sterk stjerne er en enorm utfordring, så for å nå sitt mål måtte astronomene bruke VLT-instrumentet NACO på en noe uvanlig måte og presse teknikken til det ytterste [4]. Etter grundige analyser fant de klare tegn på at et objekt befant seg i åpningen i støvskiven – omtrent en milliard km fra stjernen, altså nær åpningens yttergrense. Sammenliknet med vårt solsystem, er dette noe lengre enn avstanden mellom Sola og Jupiter. Dette er første gang man oppdager et objekt som er mye mindre enn en stjerne, i en åpning i en planetdannende støvskive rundt en ung stjerne. Bevisene tyder på at kompanjongen ikke kan være en vanlig stjerne [5]. Den er sannsynligvis enten en brun dverg [6], omgitt av støv, eller en nydannet planet. Sistnevnte mulighet er selvsagt den mest spennende. 

"Denne unike studien kombinerer to ulike toppmoderne instrumenter ved ESOs Paranal-observatorium. Framtidige observasjoner vil gjøre oss i stand til å finne ut mer om kompanjongen og skiven, og dessuten forstå hvor materialet i den innerste støvskiven kommer fra," avslutter Huélamo.

Fotnoter

[1] Skiver i overgangsfasen kan identifiseres ved at de sender ut mindre stråling på midt-infrarøde bølgelengder. Bortrydding av støv nær stjernen og framveksten av åpninger og hull i skiven kan forklare den reduserte strålingen. Nydannede planeter kan ha forårsaket disse åpningene, men det finnes også andre muligheter.

[2] T Cha er en såkalt T Tauri-stjerne, en meget ung stjerne som fortsatt trekker seg sammen mot hovedserien (utviklingsstadiet der ferdigdannede stjerner lever 90 % av livet ditt). 

[3] Astronomene brukte AMBER-instrumentet (Astronomical Multi-BEam combineR) og VLTI for å kombinere lyset fra alle de fire 8,2 meter store enkeltteleskopene som VLT består av. Oppløsningen på denne type observasjoner tilsvarer den man ville fått med et 130 meter stort teleskop.

[4] NACO (eller den fulle betegnelsen NAOS–CONICA) er et adaptiv optikk-instrument på ESOs Very Large Telescope. Takket være adaptiv optikk kan astronomene fjerne mesteparten av den slørende effekten som jordatmosfæren har på observasjoner fra bakken, og ta meget skarpe bilder. Teamet brukte NACO på en spesiell måte, kalt "sparse aperture masking" (SAM) på engelsk, for å lete etter kompanjongen. Med denne typen interferometri kombinerer man ikke lys fra flere teleskoper, slik som med VLTI; man bruker i stedet ulike deler av speilet på et enkelt teleskop (i dette tilfellet speilet til VLT-teleskop nr. 4). Denne nye teknikken passer spesielt godt for å finne lyssvake objekter som ligger veldig nær lyssterke kilder. VLTI/AMBER er bedre egnet til å studere strukturen til den indre skiven og er mindre følsom for tilstedeværelsen av en eventuell fjern kompanjong. 

[5] Astronomene lette etter kompanjongen med NACO i to forskjellige spektralbånd – ved ca. 2,2 mikrometer og 3,8 mikrometer. Kompanjongen er bare synlig på den lengre bølgelengden, noe som betyr at objektet enten er kaldt, som en planet, eller en brun dverg omgitt av tett støv.

[6] Brune dverger plasserer seg størrelsesmessig sett mellom stjerner og planeter. De er ikke massive nok til at hydrogen kan fusjonere i kjernene deres (slik ekte stjerner gjør), men de er større enn kjempeplaneter som Jupiter.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i to forskningsartikler i journalen Astronomy & Astrophysics. Olofsson et al. 2011: "Warm dust resolved in the cold disk around T Cha with VLTI/AMBER", og Huélamo et al. 2011: "A companion candidate in the gap of the T Cha transitional disk"

Forskerteamet består av J. Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Heidelberg, Tyskland), M. Benisty (MPIA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble [IPAG], Frankrike), C. Pinte (IPAG), F. Ménard (IPAG), E. Tatulli (IPAG), J.-P. Berger (ESO, Santiago, Chile), F. Malbet (IPAG), B. Merín (Herschel Science Centre, Madrid, Spania), E. F. van Dishoeck (Leiden University, Holland), S. Lacour (Observatoire de Paris, Frankrike), K. M. Pontoppidan (California Institute of Technology, USA), J.-L. Monin (IPAG), J. M. Brown (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), G. A. Blake (California Institute of Technology), N. Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Spania), P. Tuthill (University of Sydney, Australia), M. Ireland (University of Sydney), A. Kraus (University of Hawaii) og G. Chauvin (Université Joseph Fourier, Grenoble, Frankrike). 

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, 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

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

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@gmail.com

Dr. Nuria Huélamo
Center of Astrobiology (INTA-CSIC)
Madrid, Spain
Tlf.: +34 91 813 1234
E-post: nhuelamo@cab.inta-csic.es

Dr. Johan Olofsson
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tlf.: +49 6221 528 353
E-post: olofsson@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1106 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.:eso1106no
Navn:T Cha
Type:• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Very Large Telescope
Science data:2011A&A...528L...7H
2011A&A...528L...6O

Bilder

Artist’s impression of the disc around the young star T Cha
Artist’s impression of the disc around the young star T Cha
kun på engelsk
The young star T Cha in the constellation of Chamaeleon
The young star T Cha in the constellation of Chamaeleon
kun på engelsk
A Wide-field view of the sky around the young star T Cha
A Wide-field view of the sky around the young star T Cha
kun på engelsk
A Wide-field view of the sky around the young star T Cha (annotated)
A Wide-field view of the sky around the young star T Cha (annotated)
kun på engelsk

Videoer

Flying around the young star T Cha (artist's impression)
Flying around the young star T Cha (artist's impression)
kun på engelsk
Zooming into the star T Cha
Zooming into the star T Cha
kun på engelsk

Se også