Kids

eso1414no — Pressemelding

Eksoplanets døgnlengde målt for første gang

VLT bestemte rotasjonen til Beta Pictoris b

30 April 2014

Takket være ESOs Very Large Telescope (VLT) har astronomer for første gang klart å bestemme hvor raskt en eksoplanet roterer. Rotasjonshastigheten til Beta Pictoris b er mye større enn hos planetene i vårt solsystem. Planetens ekvator snurrer rundt i nesten 100 000 km/t, noe som gir en døgnlengde på kun åtte timer. Resultatene viser at sammenhengen vi ser i vårt solsystem mellom masse og rotasjon, også gjelder for planeter rundt andre stjerner. Ved hjelp av metoder som ligner dem som er brukt i denne studien, vil astronomer kunne kartlegge eksoplaneter i detalj med det kommende European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Eksoplaneten Beta Pictoris b kretser rundt Beta Pictoris [1], [2], en stjerne om lag 63 lysår unna Jorda, synlig med det blotte øye i stjernebildet Maleren (Pictor på latin) på den sørlige himmelhalvkule. Kloden ble oppdaget for nesten seks år siden og var en av de første eksoplaneter til å bli avbildet direkte. Den går i bane omtrent åtte ganger lenger fra moderstjernen sin enn Jorda er fra Sola (eso1024). Det er faktisk ingen direkte avbildede eksoplaneter som ligger nærmere sin moderstjerne enn dette [3].

Ved hjelp av CRIRES-instrumentet på VLT har nederlandske astronomer fra Leiden-universitetet og romforskningsinstituttet SRON funnet ut at eksoplaneten Beta Pictoris b har en rotasjonshastighet ved ekvator på nesten 100 000 km/t. Til sammenligning snurrer Jupiters ekvator rundt med en hastighet på omkring 47 000 km/t [4], mens tilsvarende tall for Jorda er bare 1700 km/t [5]. Beta Pictoris b er mer enn 16 ganger så stor og 3000 ganger mer massiv enn Jorda. Til tross for dette varer et døgn på denne planeten kun åtte timer.

"Det er ikke kjent hvorfor noen planeter roterer raskt og andre sakte," sier medforfatter Remco de Kok. "Denne første målingen av en eksoplanets rotasjon viser imidlertid at trenden vi ser i vårt eget solsystem, hvor massive planeter roterer raskere enn mindre kloder, også holder stikk for planeter rundt andre stjerner. Sammenhengen må skyldes måten planeter dannes på."

Beta Pictoris b er en meget ung planet, bare ca. 20 millioner år gammel [6] (sammenlign dette med Jordas alder på hele 4,5 milliarder år). Med tiden ventes eksoplaneten å kjøles ned og krympe, hvilket vil få den til å snurre enda raskere [7]. Det kan tenkes at også andre prosesser vil påvirke planetens rotasjon. For eksempel avtar Jordas rotasjonshastighet sakte, men sikkert grunnet tidevannskreftene som virker mellom Jorda og Månen.

Astronomene tok i bruk en meget presis teknikk kalt høysprednings-spektroskopi for å splitte opp lyset i de ulike farger/bølgelengder det består av. Dopplereffekten gjorde dem i stand til å bruke endringen i lysets bølgelengde for å undersøke hvordan ulike deler av kloden bevegde seg vekk fra og mot observatøren i forskjellige hastigheter. Etter å ha filtrert vekk effekten av den mye mer lyssterke moderstjernen satt forskerne igjen med et signal som skyldtes planetens egen rotasjon.

"Vi har målt bølgelengden til strålingen fra planeten med svært stor nøyaktighet. Den relative usikkerheten er på kun 1/100 000. Vi har dermed kunnet avdekke den lille dopplereffekten som skyldes rotasjonen til objektet som sender ut lyset," forklarer Ignas Snellen, hovedforfatteren av forskningsartikkelen. "Med denne teknikken finner vi at forskjellige deler av planetens overflate beveger seg vekk fra oss eller mot oss i ulike hastigheter, noe som bare kan bety at planeten roterer om sin egen akse."

Teknikken ligner mye på såkalt doppleravbildning, som har vært brukt i flere tiår for å kartlegge overflaten til stjerner og nå senest en brun dverg [8] kalt Luhman 16B (eso1404). I framtiden vil det for Beta Pictoris b bli mulig å konstruere globale kart, som kanskje kan vise skyformasjoner og større stormsystemer. 

"Teknikken er anvendbar på et mye større utvalg av eksoplaneter hvis man kan utnytte den superbe oppløsningen og følsomheten til det kommende kjempeteleskopet E-ELT i kombinasjon med en god spektrograf. Med det planlagte METIS-instrumentet vil vi kunne lage globale kart over eksoplaneter og undersøke mye mindre kloder enn Beta Pictoris b," sier Bernhard Brandl, som er prosjektleder for METIS (Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph) og medforfatter av den nye forskningsartikkelen.

Fotnoter

[1] Beta Pictoris har mange andre navn, deriblant HD 39060, SAO 234134 og HIP 27321.

[2] Beta Pictoris er et av de beste eksempler man har på en stjerne omgitt av en støvete skive. Vi vet i dag at skiven strekker seg omtrent 1000 ganger avstanden mellom Sola og Jorda. Tidligere observasjoner av planeten rundt Beta Pictoris er omtalt i pressemeldingene eso0842, eso1024 og eso1408.

[3] Disse observasjonene utnyttet en teknikk kalt adaptiv optikk, som kompenserer for den slørende effekten jordatmosfæren har på observasjoner utført under selv de beste forhold. Teknikken gir astronomene superskarpe bilder, nesten like gode som de som tas fra rommet.

[4] Ettersom Jupiter ikke har noen fast overflate man kan beregne rotasjonshastigheten til, bruker vi her rotasjonshastigheten til planetens atmosfærelag ved ekvator, som altså er 47 000 km/t.

[5] Jordas rotasjonshastighet ved ekvator er 1674,4 km/t.

[6] Tidligere undersøkelser antydet at systemet var enda yngre.

[7] Dette er en følge av loven om bevaring av bevegelsesmengde. Samme effekt gjør at en isdanser snurrer raskere rundt når han/hun trekker armene inntil kroppen. 

[8] Brune dverger kalles av og til for mislykkede stjerner fordi de i motsetning til stjerner som vår egen sol, aldri blir varme nok i kjerneområdet til at fusjonsprosessene tennes.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature 1. mai 2014: "Fast spin of a young extrasolar planet" av I. Snellen et al.

Forskerteamet består av Ignas A. G. Snellen (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederland), Bernhard Brandl (Leiden Observatory), Remco J. de Kok (Leiden Observatory, SRON Netherlands Institute for Space Research, Utrecht, Nederland), Matteo Brogi (Leiden Observatory), Jayne Birkby (Leiden Observatory) og Henriette Schwarz (Leiden Observatory).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert 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 39 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

Ignas Snellen
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tlf.: +31 71 52 75 838
Mob.: +31 63 00 31 983
E-post: snellen@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1414 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.:eso1414no
Navn:Beta Pictoris
Type:• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope

Bilder

Kunstnerisk framstilling av planeten Beta Pictoris b
Kunstnerisk framstilling av planeten Beta Pictoris b
Universell sammenheng mellom en planets masse og rotasjonshastighet
Universell sammenheng mellom en planets masse og rotasjonshastighet
Posisjonen til Beta Pictoris i stjernebildet Maleren
Posisjonen til Beta Pictoris i stjernebildet Maleren
Himmelen rundt Beta Pictoris
Himmelen rundt Beta Pictoris

Videoer

Zoom inn på stjernen Beta Pictoris
Zoom inn på stjernen Beta Pictoris

Se også