eso1538sv — Pressmeddelande (forskning)

Mystiska krusningar rusar genom planetformande skiva

Unika strukturer upptäckta omkring närliggande stjärna

7 oktober 2015

Med hjälp av bilder från ESO:s Very Large Telescope och NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble har astronomer upptäckt aldrig tidigare sedda strukturer inuti en stoftskiva som omringar en närliggande stjärna. Snabba vågor tycks röra sig inuti skivan runt stjärnan AU Microscopii. Fenomenet liknar inte något som tidigare observerats, eller ens förutspåtts, och dess ursprung blir nu ett nytt mysterium för astronomer att utforska. Forskningsresultaten publiceras i tidsskriften Nature den 8 oktober 2015.

AU Microscopii, eller AU Mic, är en ung stjärna inte långt ifrån jorden som är omringad av en stor stoftskiva [1]. Observationer av sådana så kallade debrisskivor kan ge forskare värdefulla ledtrådar till hur planeter skapas ur materialet i dessa skivor.

Astronomer har sedan en tid tillbaka letat efter tecken på ojämnheter i skivan runt AU Mic, tecken som kan avslöja förekomsten av möjliga planeter. I sitt sökande använde de under 2014 ESO:s nya, kraftfulla instrument SPHERE som nyligen installerats på Very Large Telescope. I högkontrastbilder tagna med instrumentet upptäckte de något väldigt ovanligt.

Anthony Boccaletti, astronom vid Parisobservatoriet i Frankrike, är förstaförfattare till artikeln.

– Våra observationer har visat något oväntat. Bilderna från SPHERE visar en uppsättning av svårförklarade detaljer i skivan. Vi ser en båglik, eller våglik, struktur som inte liknar något som tidigare observerats, säger han.

De fem våglika bågar på olika avstånd från stjärnan som kan skönjas i de nya bilderna påminner om vattenkrusningar. Efter att ha upptäckt de märkliga formerna i mätningarna från SPHERE letade forskarlaget upp tidigare bilder av skivan som togs av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble under 2010 och 2011 för att se om de också hade fångats i dessa bilder [2]. Hubble-bilderna visade också upp vågorna, och forskarna kunde dessutom konstatera att de förändrats med tiden. Krusningarna rör sig alltså – och väldigt snabbt dessutom!

Christian Thalmann, astronom vid ETH Zürich i Schweiz, är också med i forskarlaget bakom upptäckten.

– Vi gjorde en omarbetning av bilderna från Hubble och kunde få fram tillräckligt med information för att följa hur dessa konstiga formerna rörde sig under en fyraårsperiod. Genom att göra detta fann vi att bågformerna rusar bort från stjärnan med hastigheter på upp emot 40 000 kilometer i timmen, säger han.

De vågliknande mönstret i skivan tycks röra sig snabbare på längre avstånd från stjärnan än nära den. Minst tre av bågformerna rör sig så fort att de mycket väl kan vara på väg att bryta sig loss från stjärnans gravitationskraft. Sådana höga hastigheter utesluter möjligheten att mönstren bildas på ett för sådana skivor vanligt sätt när till exempel planeter i skivan stör materialet i skivan medan de kretsar runt stjärnan. Något annat måste bidragit till att öka på krusningarnas hastighet och fått dem att röra sig så fort. Detta tyder på att de är ett tecken på något mycket ovanligt [3].

Carol Grady från Eureka Scientific, USA, är också medförfattare till artikeln.

– Allt med detta fynd var ganska överraskande! Och eftersom något sådant aldrig har observats eller förutspåtts i teorin kan vi bara spekulera när det gäller vad vi ser och hur det kan ha kommit till, säger hon.

Forskarna kan inte vara säkra på vad som orsakar dessa mystiska krusningar omkring stjärnan. Men de har övervägt och uteslutit en rad fenomen som förklaringar, som till exempel en kollision mellan två massiva och ovanliga asteroidlika objekt som kunde ha frigjort stora mängder stoft, och spiralvågor som utlöses av instabiliteter i systemets gravitation.

Men andra idéer som de har övervägt ser mer lovande ut.

— En förklaring för de udda strukturerna kopplar dem till utbrott på stjärnan. AU Mic är en stjärna som ofta uppvisar flammor – den släpper ofta ut enorma och plötsliga utbrott av energi direkt från eller nära från dess yta. En av dessa stjärnutbrott kunde kanske ha utlöst något på en av planeterna — om det finns planeter — som till exempel ett våldsam avlägsnande av material som nu kan fortplanta sig genom skivan, drivna av kraften i stjärnutbrottet.

Jean-Luc Beuzit är också medförfattare till den nya studien och leder utvecklingen av SPHERE.

— Det är väldigt tillfredsställande att SPHERE har visat sig vara väldigt skicklig på att studera skivor som denna under sitt första år i drift.

Forskarlaget planerar att fortsätta observera AU Mic-systemet med SPHERE och andra observatorier, inklusive ALMA, för att försöka förstå vad som händer. Men för stunden förblir skivans märkliga vågformer ett olöst mysterium.

Noter

[1] AU Microscopii ligger bara 32 ljusår från jorden. Skivan består till större del av asteroider som har kolliderat med sådan kraft att de malts till damm.

[2] Mätningarna gjordes med Hubbleteleskopets instrument STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph).

[3] Sedd från jorden ligger skivan på kant, vilket försvårar tolkningen av dess tredimensionella struktur.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titeln “Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii” som kommer att publiceras i tidskriften Nature den 8 oktober 2015.

 

Den 10 oktober 2015 berättar Markus Janson, som tillhör forskarlaget bakom studien, om forskningen på Vetenskapens hus i Stockholm som en del av Astronomins dag och natt. Se www.astronominsdag.se/stockholm för mer information.

Forskarlaget bakom denna internationella studie består av Anthony Boccaletti (Observatoire de Paris, CNRS, Frankrike), Christian Thalmann (ETH Zürich, Schweiz), Anne-Marie Lagrange (Université Grenoble Alpes, Frankrike; CNRS, IPAG, Frankrike), Markus Janson (Stockholms universitet, Sverige; Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), Jean-Charles Augereau (Université Grenoble Alpes, France; CNRS, IPAG, Frankrike), Glenn Schneider (University of Arizona Tucson, USA), Julien Milli (ESO, Chile; CNRS, IPAG, Frankrike), Carol Grady (Eureka Scientific, USA), John Debes (STScI, USA), Maud Langlois (CNRS/ENS-L, Frankrike), David Mouillet (Université Grenoble Alpes, Frankrike; CNRS, IPAG, Frankrike), Thomas Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), Carsten Dominik (University of Amsterdam, Nederländerna), Anne-Lise Maire (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Frankrike; CNRS, IPAG, Frankrike), Joe Carson (College of Charleston, USA), Kjetil Dohlen (CNRS, LAM, Frankrike), Markus Feldt (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), Thierry Fusco (ONERA, Frankrike; CNRS, LAM, Frankrike), Christian Ginski (Sterrewacht Leiden, Nederländerna), Julien H. Girard (; CNRS, IPAG, Frankrike), Dean Hines (STScI, USA), Markus Kasper (ESO, Tyskland; CNRS, IPAG, Frankrike), Dimitri Mawet (ESO, Chile), Francois Ménard (Universidad de Chile, Chile), Michael Meyer (ETH Zürich, Schweiz), Claire Moutou (CNRS, LAM, Frankrike), Johan Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), Timothy Rodigas (Carnegie Institution of Washington, USA), Jean-Francois Sauvage (ONERA, Frankrike; CNRS, LAM, Frankrike), Joshua Schlieder (NASA Ames Research Center, USA; Max-Planck-Institut für Astronomie, Tyskland), Hans Martin Schmid (ETH Zürich, Schweiz), Massimo Turatto (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), Stephane Udry (Observatoire de Genève, Schweiz), Farrokh Vakili (Université de Nice-Sophia Antipolis, Frankrike), Arthur Vigan (CNRS, LAM, Frankrike; ESO, Chile), Zahed Wahhaj (ESO, Chile; CNRS, LAM, Frankrike) och John Wisniewski (University of Oklahoma, USA).

Länkar

  • Forskningsartikeln i Nature

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Onsala, Sverige
Tel: 0317725500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Anthony Boccaletti
LESIA, Observatoire de Paris, CNRS
Paris, France
Tel: +33 145 07 7721
E-post: anthony.boccaletti@obspm.fr

Jean-Luc Beuzit
Université Grenoble Alpes/ CNRS/ IPAG
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 63 55 20
E-post: Jean-Luc.Beuzit@obs.ujf-grenoble.fr

Carol Grady
Eureka Scientific
USA
Tel: +1 202 319 5315
E-post: cagrady@comcast.net

Glenn Schneider
Steward Observatory, University of Arizona
Tucson, USA
Tel: 1 520 621 5865
E-post: gschneid@email.arizona.edu

Christian Thalmann
ETH
Zurich, Switzerland
Tel: +41 44 633 71 79
E-post: thalchr@phys.ethz.ch

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

Mathias Jäger
ESA/Hubble, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 176 6239 7500
E-post: mjaeger@partner.eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1538, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1538sv
Namn:Au Mic, Au Microscopii
Typ:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Debris
Facility:Hubble Space Telescope, Very Large Telescope
Instruments:SPHERE
Science data:2015Natur.526..230B

Bilder

Bilder från VLT och Hubble av skivan runt stjärnan AU Microscopii
Bilder från VLT och Hubble av skivan runt stjärnan AU Microscopii
Stjärnan AU Mic i stjärnbilden Mikroskopet
Stjärnan AU Mic i stjärnbilden Mikroskopet
Vidvinkelvy av himlen omkring den närliggande stjärnan AU Microscopii
Vidvinkelvy av himlen omkring den närliggande stjärnan AU Microscopii

Videor

ESOcast 77: Mysterious Ripples Found Racing Through Planet-forming Disc
ESOcast 77: Mysterious Ripples Found Racing Through Planet-forming Disc
text på engelska
Zooma in på den närliggande stjärnan AU Microscopii
Zooma in på den närliggande stjärnan AU Microscopii
Mysterious ripples moving through the disc of AU Microscopii
Mysterious ripples moving through the disc of AU Microscopii
text på engelska

Se även