eso1216no — Pressemelding

ALMA kaster lys over nærliggende planetsystem

12 April 2012

Et nytt observatorium som fortsatt er under bygging, har ledet til et stort gjennombrudd i forståelsen av et nærliggende planetsystem og gitt verdifulle ledetråder til hvordan slike systemer dannes og utvikler seg. Ved hjelp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) oppdaget astronomene at planetene som kretser rundt stjernen Fomalhaut må være mye mindre enn først antatt. Dette er det første publiserte forskningsresultatet fra ALMAs første observasjonsperiode, som var åpen for astronomer fra hele verden.

Oppdagelsen var mulig takket være eksepsjonelt skarpe ALMA-bilder som viser en skive eller ring av støv omkring Fomalhaut, en stjerne ca. 25 lysår fra Jorda. Funnet er med på å løse en uenighet som har hersket mellom astronomer som tidligere har observert systemet. ALMA-bildene viser at den indre og den ytre kanten av den tynne støvskiven begge er veldig skarpe og veldefinerte. Dette kombinert med datasimuleringer fikk forskerne til å konkludere med at støvpartiklene holdes på plass i skiven av gravitasjonspåvirkningen fra to planeter – en innenfor skiven og en utenfor [1].

Forskernes beregninger fortalte også noe om den sannsynlige størrelsen til planetene: De er større enn Mars, men ikke mer enn noen få ganger Jordas størrelse. Det er mye mindre enn man tidligere hadde antatt. I 2008 avslørte et bilde fra NASA/ESAs Hubble-teleskop den indre planeten, som man på det tidspunkt trodde var større enn Saturn, den nest største planeten i vårt solsystem. Senere observasjoner med infrarøde teleskoper klarte imidlertid ikke å finne igjen planeten.

De mislykkede letingene fikk enkelte astronomer til å tvile på at det virkelig var en planet man hadde funnet med Hubble-teleskopet. Hubble-bildet var tatt i synlig lys og hadde også fanget opp ørsmå støvkorn som presses utover grunnet strålingen fra stjernen, noe som gjorde skiven vanskeligere å studere. ALMA-observasjonene, som gjøres på bølgelengder mye lengre enn synlig lys, registrerer større støvkorn – omkring 1 millimeter i diameter – som ikke påvirkes og skyves utover av strålingen fra stjernen. Skivens tydelige kanter gjør at den ser ut som en ring på de skarpe ALMA-bildene. Utseendet stemmer godt overens med tanken om to planeter som holder støvet i skiven samlet ved hjelp av gravitasjonskreftene sine.

"Når vi kombinerer ALMA-observasjonene av ringstrukturen med datamodeller, kan vi sette meget klare grenser på massen og banen til en gitt planet nær ringen," forklarer lederen av studien, Aaron Boley fra Universitet i Florida i USA. "Massen til planetene må være liten; hvis ikke, ville planetene rett og slett ødelegge ringen." Astronomteamet sier at det er den beskjedne størrelsen som gjorde at planetene ikke ble funnet i de tidligere infrarøde observasjonene.

ALMA-studien viser at ringen er rimelig flattrykt. Bredden er omtrent 16 ganger avstanden mellom Sola og Jorda, mens tykkelsen bare er én syvendedel av bredden. "Ringen er enda smalere og tynnere enn det man først antok," sier Matthew Payne, også fra Universitet i Florida.

Avstanden fra stjernen til ringen er om lag 140 ganger avstanden mellom Sola og Jorda. Til sammenligning er Pluto ca. 40 ganger lenger unna Sola enn Jorda er. "Fordi planetene nær ringen er så små og ligger så langt unna moderstjernen sin, vil de være blant de kaldeste kloder man hittil har funnet rundt en vanlig stjerne," tilføyer Aaron Boley.

Forskerne observerte Fomalhaut-systemet i september og oktober 2011, og da var bare rundt fjerdeparten av ALMAs 66 planlagte antenner tilgjengelige. Når alt står ferdig neste år, vil det komplette antennesystemet være mye mer kapabelt. Men selv under de første observasjonene, den såkalte "Early Science"-fasen, var altså ALMA kraftig nok til å avsløre ringstrukturen som ikke hadde latt seg oppdage med tidligere kartlegginger gjort på millimeterbølgelengder.

"ALMA er riktignok fortsatt under bygging, men det er allerede verdens kraftigste teleskop i sitt slag. Dette er bare begynnelsen av en spennende ny æra i studiet av skive- og planetdannelse rundt fjerne stjerner," avslutter teammedlem og astronom ved ESO, Bill Dent (ALMA, Chile).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ALMA er i Europa finansiert av ESO, i Nord-Amerika av det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbeid med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC). I Øst-Asia er ALMA finansiert av National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppdragstildeling og drift av ALMA.

Fotnoter

[1] At planeter eller måner kan holde en støvrings kanter skarpe ble bevist for første gang da Voyager-sonden fløy forbi Saturn og tok detaljerte bilder av planetens ringsystem. Andre eksempler fra solsystemet vårt finnes også: En av Uranus' ringer holdes "på plass" av månene Cordelia og Ophelia på eksakt samme måte som ALMA-observatørene foreslår for ringen rundt stjernen Fomalhaut. Månene som sørger for å opprettholde de veldefinerte ringgrensene rundt overnevnte planeter, kalles gjetermåner.

Gjetermåner eller -planeter som avgrenser slike støvskiver, gjør det ved hjelp av gravitasjonskraften. En planet innenfor ringen vil kretse rundt stjernen raskere enn støvpartiklene i ringen. Planetens gravitasjon tilfører energi til partiklene, noe som skyver dem utover. En planet utenfor ringen beveger seg derimot saktere enn støvpartiklene. Dens gravitasjon gjør at støvpartiklene mister energi, noe som får dem til å falle litt innover mot stjernen.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astrophysical Journal Letters: "Constraining the Planetary System of Fomalhaut Using High-Resolution ALMA Observations" av A. Boley et al.

Forskerteamet består av A. C. Boley (University of Florida, Gainesville, USA), M. J. Payne (University of Florida), S. Corder (North American ALMA Science Center, Charlottesville, USA), W. Dent (ALMA, Santiago, Chile), E. B. Ford (University of Florida) og M. Shabram (University of Florida).

I 2012 feirer European Southern Observatory (ESO) 50-årsjubileum. ESO er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller 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 driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 40 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Aaron. C. Boley
University of Florida
Gainesville, USA
Tlf.: +1 352 294 1844
E-post: aaron.boley@astro.ufl.edu

William Dent
Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 467 6249
Mob.: +56 9 827 9537
E-post: wdent@alma.cl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
E-post: rhook@eso.org

Dave Finley
Public Information Officer, National Radio Astronomy Observatory
Socorro, USA
Tlf.: +1 575 835 7302
E-post: dfinley@nrao.edu

Masaaki Hiramatsu
Education & Public Outreach Officer, National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Tlf.: +81 422 34 3900 ext.3150
E-post: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

William Garnier
Education and Public Outreach Officer, Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 467 6119
E-post: wgarnier@alma.cl

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1216 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 Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1216no
Navn:Fomalhaut
Type:• Milky Way : Star : Circumstellar Material
• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
• X - Stars
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2012ApJ...750L..21B

Bilder

ALMA observerer en ring rundt den lyssterke stjernen Fomalhaut
ALMA observerer en ring rundt den lyssterke stjernen Fomalhaut
Den lyssterke stjernen Fomalhaut i stjernebildet Sørlige fisk
Den lyssterke stjernen Fomalhaut i stjernebildet Sørlige fisk
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den lyssterke stjernen Fomalhaut
Vidvinkelbilde av himmelen rundt den lyssterke stjernen Fomalhaut
Planeter fører materiale inn i en tynn ring omkring Fomalhaut
Planeter fører materiale inn i en tynn ring omkring Fomalhaut

Videoer

Zooming in on Fomalhaut and its dusty disc
Zooming in on Fomalhaut and its dusty disc
kun på engelsk

Se også