eso1624sv — Pressmeddelande (forskning)

Planet med tre solar överraskar

7 juli 2016

En grupp av astronomer har använt instrumentet SPHERE som sitter på ESO:s Very Large Telescope för att studera den första planet som som hittills upptäckts i en vidsträckt bana hos en trippelstjärna. Sådana banor borde enligt forskare vara instabila, med följden att planeten snabbt kastas ut ur systemet. Ändå har den överlevt. Dess oväntade upptäckt tyder på att sådana system kan vara vanligare än man tidigare trott. Forskningsresultaten publiceras 7 juli 2016 i tidsskriften Sciences nätupplaga.

I sagan om Star Wars var Luke Skywalkers hemplanet Tatooine en underlig värld med två solar på himlen. Nu har astronomer upptäckt en planet i ett stjärnsystem som är ännu mer exotiskt. Här skulle en observatör antingen uppleva ett konstant dagsljus – eller varje dag tre soluppgångar och solnedgångar, beroende på årstid, med årstider som varar längre än livstiden för en människa.

Denna nya värld upptäcktes av ett team av astronomer som leds av University of Arizona, USA, med hjälp av direkta bilder gjorda med ESO:s Very Large Telescope (VLT) i Chile. Planeten, HD 131399Ab [1], liknar inte någon tidigare känd värld – den följer den i särklass mest vidsträckta kända banan inuti ett system med flera stjärnor. Sådana banor är oftast instabila på grund av den komplexa och föränderliga gravitationskraften från de andra två stjärnorna i systemet. Forskare har hittills trott att det skulle vara osannolikt att planeter skulle upptäckas i stabila banor av den här sorten.

Exoplaneten HD 131399Ab befinner sig 320 ljusår bort från jorden i stjärnbilden Kentauren och är omkring 16 miljoner år gammal. Det gör den till en av de yngsta exoplaneterna som hittills upptäckts, och en av väldigt få planeter som man kunnat avbilda direkt. Med en temperatur på cirka 580 grader Celsius och en massa som beräknas till fyra gånger Jupiters är den också en av de kallaste och lättaste bland de exoplaneter som avbildats direkt.

Daniel Apai, astronom vid University of Arizona, USA, är en av medförfattarna till forskningsartikeln.

– HD 131399Ab är en av de få exoplaneter som avbildats direkt. Den är också den första som befinner sig i en så intressant dynamisk konfiguration.

Kevin Wagner är förstaförfattare till forskningsartikeln och upptäckaren av HD 131399Ab [2].

– Under drygt halva planetens bana, som varar i 550 jordår, är tre stjärnor synliga på himlen. De två blekare stjärnorna ligger alltid väldigt nära varandra, medan det synbara avståndet till den ljusaste stjärnan ändrar sig under året, tillägger han.

Kevin Wagner, som är en doktorand vid University of Arizona, identifierade planeten bland hundratals kandidatplaneter och ledde uppföljningsobservationerna för att bekräfta att den var en exoplanet.

Detta är också den första upptäckten av en exoplanet med instrumentet SPHERE på VLT. SPHERE är känslig för infrarött ljus, som gör det möjligt att upptäcka värmesignaturen från unga planeter. Instrumentet erbjuder även avancerade funktioner för att korrigera för atmosfäriska störningar och blockerar det annars bländande ljuset från deras värdstjärnor.

Upprepade och långa observationer kommer att behövas för att exakt bestämma planetens bana bland dess värdstjärnor. Men än så länge tyder observationer och beräkningar på följande scenario. Den ljusaste stjärnan, med beteckningen HD 131399A, har en massa som beräknas vara 80 procent tyngre än solen. Runt den kretsar de lättare stjärnorna, B och C, på ett avstånd av 300 ae (en astronomisk enhet, ae, är lika med medelavståndet mellan jorden och solen). Samtidigt kretsar B och C runt varandra som en snurrande hantel, åtskilda med ett avstånd som är ungefär detsamma som solen och Saturnus (10 ae).

I detta scenario färdas planeten HD 131399Ab runt stjärna A med en bana med radie 80 ae, ungefär dubbelt så stor som Plutos bana i vårt solsystem, som tar planeten ut till ungefär en tredjedel av avståndet mellan stjärna A och stjärnparet B/C. Författarna påpekar att en rad olika omloppsbanor är möjliga, och domen på systemets långsiktiga stabilitet kommer att behöva vänta på planerade uppföljningsobservationer som kommer att bättre bestämma planetens bana.

– Om planeten låg längre bort från systemets tyngsta stjärna skulle den kastas ut ur systemet. Våra datorsimuleringar har visat att denna typ av banor kan vara stabila, men om man bara ändrar saker lite grann, så kan banan väldigt snabbt bli instabil, förklarar Apai.

Planeter i ett system med flera stjärnor är speciellt intressanta för astronomer och planetforskare eftersom de ger ett exempel på hur mekanismen för planetbildningen fungerar i dessa mer extrema scenarier. System med flera stjärnor verkar exotiska för oss som befinner oss i bana runt en enskild stjärna, men multipla stjärnsystem är faktiskt lika vanliga som enskilda stjärnor.

– Det är inte klarlagt hur denna planet hamnade på sin vidsträckta bana i detta extrema system, och vi kan inte ännu säga vad detta betyder för vår bredare förståelse för denna typ av planetsystem. Men det visar att det finns mer variation därute än många hade trott skulle vara möjligt. Vad vi vet är att planeter i system med flera stjärnor har studerats mycket mer sällan än planeter i system med enskilda stjärnor, men potentiellt är de lika många, avslutar Kevin Wagner.

Noter

[1] De tre stjärnorna som ingår i systemet heter HD 131399A, HD 131399B och HD 131399C, i fallande ljusstyrka. Planeten kretsar omkring den ljusaste stjärna, därav dess beteckning HD 131399Ab.

[2] Under större delen av planetens år skulle stjärnorna se ut att vara nära varandra på himlen, vilket ger planeten är igenkännlig dag- och nattsida och varje dag med en unik trippel solnedgång och soluppgång. Allt eftersom planeten rör sig längs sin bana rör sig också stjärnorna längre bort från varandra för varje dag tills de når en punkt då en stjärnas nedgång sammanfaller med en annans uppgång – då har planeten ett nästan konstant dagsljus under en tredjedel av dess omloppsbana, eller ungefär 140 jordår.

Mer information

Denna forskning presenteras i en forskningsartikel med titeln “Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System”, av K. Wagner m. f., och presenteras den 7 juli 2016 i tidsskriften Sciences nätupplaga.

Forskarlaget består av Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Dániel Apai (Steward Observatory and Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Markus Kasper (ESO, Garching, Tyskland), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, USA), Melissa McClure (ESO, Garching, Tyskalnd), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA) och Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Frankrike; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Frankrike).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Onsala, Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Kevin Wagner
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Tel: 00 1 (859) 609-3611
E-post: kevinwagner@email.arizona.edu

Markus Kasper
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6359
E-post: mkasper@eso.org

Daniel Apai
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
E-post: apai@email.arizona.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1624, 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:eso1624sv
Namn:Exoplanets
Typ:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Science data:2016Sci...353..673W

Bilder

Planeten i systemet HD 131399 som den skulle kunna se ut
Planeten i systemet HD 131399 som den skulle kunna se ut
Planeten i systemet HD 131399 som den skulle kunna se ut
Planeten i systemet HD 131399 som den skulle kunna se ut
Omloppsbanorna för planeten och stjärnorna i systemet HD 131399
Omloppsbanorna för planeten och stjärnorna i systemet HD 131399
SPHERE:s observationer av planeten HD 131399Ab
SPHERE:s observationer av planeten HD 131399Ab
Himlen omkring trippelstjärnan HD 131399
Himlen omkring trippelstjärnan HD 131399
Trippelstjärnan HD 131399 i stjärnbilden Kentauren
Trippelstjärnan HD 131399 i stjärnbilden Kentauren
SPHERE:s observationer av planeten HD 131399Ab
SPHERE:s observationer av planeten HD 131399Ab

Videor

Planeten i trippelstjärnan HD 131399 som den skulle kunna se ut
Planeten i trippelstjärnan HD 131399 som den skulle kunna se ut
Zooma in på trippelstjärnan HD 131399
Zooma in på trippelstjärnan HD 131399

Se även