Pressemeddelelse

Fortabt i rummet: løbsk planet opdaget?

Forældreløs verden kan hjælpe med at forklare, hvordan planeter og stjerner dannes

14. november 2012

Astronomer har ved hjælp af ESOs Very Large Telescope og Canada Frankrig Hawaii teleskopet identificeret et himmellegeme, der med stor sandsynlighed er en planet, som vandrer gennem rummet uden en værtsstjerne. Det er den mest spændende fritsvævende planetkandidat indtil videre og det hidtil nærmeste objekt af denne slags i forhold til Solsystemet med en afstand på omkring 100 lysår. Dens forholdsvise nærhed og fraværet af en klar stjerne meget tæt på har gjort det muligt for forskerholdet at studere dens atmosfære i stor detalje. Dette objekt giver også astronomer en forsmag på de billeder af planeter omkring andre stjerner end Solen, som fremtidige instrumenter sigter mod at optage.

Fritsvævende planeter er objekter, der er lige så tunge som planeter og strejfer gennem rummet uden nogen tilknytning til en stjerne. Mulige eksemplarer af sådanne objekter er blevet fundet før [1], men uden at kende deres alder, har det ikke været muligt for astronomerne at afgøre om de virkelig er planeter eller brune dværge – ”mislykkede” stjerner, som ikke er tunge nok til at starte de reaktioner, der får stjerner til at skinne.

Men astronomer har nu opdaget et objekt, kaldet CFBDSIR2149 [2], der ser ud til at være en del af den nærtliggende strøm af unge stjerner kendt som AB Doradus Moving Group. Forskerne fandt objektet i observationer fra Canada Frankrig Hawaii teleskopet og udnyttede ESOs Very Large Telescopes styrke til at undersøge dens egenskaber [3].

AB Doradus Moving Group er den nærmeste af sådanne grupper i forhold til Solsystemet. Dens stjerner bevæger sig sammen gennem rummet og menes at være dannet på samme tid. Hvis objektet er tilknyttet denne bevægelige gruppe – og det dermed er et ungt objekt – er det muligt at udlede megen viden om det, herunder dets temperatur, hvor tungt det er og hvad dets atmosfære er lavet af [4]. Der er dog stadig en lille sandsynlighed for, at tilknytningen til den bevægelige gruppe er tilfældig.

Koblingen mellem det nye objekt og den bevægelige gruppe er den afgørende sammenhæng, for at astronomerne kan bestemme alderen på det nyopdagede objekt [5].  Det er det første isolerede objekt med masse som en planet, der nogensinde er identificeret i en bevægelig gruppe, og tilknytningen til gruppen gør det til den mest interessante fritsvævende planetkandidat, der hidtil er blevet fundet.

”At lede efter planeter omkring deres stjerner, er ligesom at studere en ildflue, der sidder en centimeter væk fra en fjern kraftig bilforlygte,” siger Philippe Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrig), hovedforfatter på det nye studie. “Dette nærtliggende fritsvævende objekt giver muligheden for at studere ildfluen i detaljer uden at det blændende lys fra bilen ødelægger alt.“

Fritsvævende objekter som CFBDSIR2149 menes at blive dannet enten som almindelige planeter, der bliver smidt ud af deres planetsystem, eller som enlige objekter, som de mindste stjerner eller brune dværge. I begge tilfælde er disse objekter spændende – enten som planeter uden stjerner, eller som de mindst mulige objekter i spændet fra de tungeste stjerner til de mindste brune dværge.

”Disse objekter er vigtige, da de enten kan hjælpe os med at lære mere om, hvordan planeter kan blive udstødt af planetsystemer, eller hvordan meget lette objekter kan opstå som følge af stjernedannelse,” siger Philippe Delorme. ”Hvis dette lille objekt er en planet, der er blevet smidt ud af sit oprindelige system, fremmaner det et slående billede af forældreløse verdener, der driver rundt i rummets tomhed.”

Disse verdner kunne være almindelige – måske lige så talrige som normale stjerner [6]. Hvis CFBDSIR2149 ikke er tilknyttet AB Doradus Moving Group er det imidlertid vanskeligere at være sikker på dens natur og egenskaber, og den vil måske i stedet blive karakteriseret som en lille brun dværg. Begge scenarier repræsenterer dog vigtige spørgsmål om, hvordan planeter og stjerner dannes og opfører sig.

”Det fremtidige arbejde burde bekræfte, at CFBDSIR2149 er en fritsvævende planet,” siger Philippe Delorme. ”Dette objekt kan bruges som pejlemærke til at forstå fysikken bag andre lignende exoplaneter, der opdages med fremtidige specielle højkontrast-billedsystemer, herunder SPHERE-instrumentet, der skal installeres på VLT.”    

Noter

[1] Talrige kandidater til den slags planter er fundet før (med tilhørende pressemeddelelser og artikler, fx i Science Magazine, Nature, Royal Astronomical Society). Disse objekter begyndte at blive kendt i 1990’erne, da astronomerne fandt ud af, at det er vanskeligt at afgøre hvor grænsen er mellem planeter og brune dværge. Nyere studier har antydet, at der kan være store mængder af disse små objekter i vores galakse, næsten dobbelt så mange som almindelige stjerner.

[2] Objektet blev identificeret som en del af en infrarød udvidelse af Canada-France Brown Dwarfs Survey (CFBDSIR), et projekt til eftersøgning af kølige brune dværgstjerner. Objektet kaldes også CFBDSIR J214947.2-040308.9.

[3] Holdet observerede CFBDSIR2149 med både WIRCam-kameraet på Canada Frankrig Hawaii teleskopet på Hawaii og SOFI-kameraet på ESO New Technology Telescope i Chile. Billederne taget på forskellige tidspunkter har gjort det muligt at måle objektets egenbevægelse på himlen og sammenligne med medlemmer af AB Doradus Moving Group. Den detaljerede undersøgelse af objektets atmosfære blev lavet ved hjælp af X-shooter spektrografen på ESOs Very Large Telescope på Paranal-observatoriet.

[4] Tilknytningen til AB Doradus Moving Group medfører, at planeten vurderes til at være ca. 4-7 gange tungere end Jupiter og har en effektiv temperatur på ca. 430 grader Celsius. Planetens alder vil være den samme som selve den bevægelige gruppe – 50-120 millioner år.

[5] Forskerholdets statistiske analyser af stjernens egenbevægelse – vinkelændringen af dens position på himlen hvert år – viser en 87 % sandsynlighed for, at objektet er tilknyttet AB Doradus Moving Group og mere end 95 % sandsynlighed for, at den er ung nok til at have masse som en planet. Det gør det langt mere sandsynligt, at det er en løbsk planet og ikke en lille ”mislykket” stjerne. Flere fjerne fritsvævende planetkandidater er blevet fundet før i meget unge stjernehobe, men det har ikke været muligt at studere dem i detaljer.

[6] Disse fritsvævende objekter kan også afsløre deres tilstedeværelse, når de passerer ind foran en stjerne. Lyset, der bevæger sig mod os fra baggrundsstjernen, afbøjes og forvrænges af objektets tyngdekraft, hvilket får stjernen til pludseligt og kortvarigt at blusse op – en proces, der kaldes gravitationel mikrolinse-effekt. Mikrolinse-kortlægninger af Mælkevejen som OGLE kan have opdaget fritsvævende planeter på denne måde (for eksempel et mikrolinse-eksperiment offentliggjort i Nature i 2011). 

Mere information

Denne forskning præsenteres i artiklen “CFBDSIR2149-0403: a 4-7 Jupiter-mass free-floating planet in the young moving group AB Doradus?”, der offentliggøres i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics den 14. november 2012.

Holdet består af P. Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrig [IPAG]), J. Gagné (Université de Montréal, Canada), L. Malo (Université de Montréal, Canada), C. Reylé (Université de Franche Comté, Frankrig), E. Artigau (Université de Montréal, Canada), L. Albert (Université de Montréal, Canada), T. Forveille (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrig [IPAG]), X. Delfosse (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrig [IPAG]), F. Allard (Université Claude Bernard Lyon 1, Frankrig) og D. Homeier (Université Claude Bernard Lyon 1, Frankrig).

I år 2012 er der 50-års jubilæum for grundlæggelsen af det Europæiske Syd Observatorium (ESO). ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Canada Frankrig Hawaii teleskopet (CFHT) drives af National Research Council of Canada, Institut des Sciences de I'Univers of the Centre National de la Recherche Scientifique og France og University of Hawaii.

Links

• Videnskabelig artikel
• Billeder af VLT
• Pressemeddelelse fra CFHT
• Mere information om SPHERE

Kontakter

Philippe Delorme
IPAG-OSUG (Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble)
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 51 49 42
E-mail: philippe.delorme@obs.ujf-grenoble.fr

Jonathan Gagné
Université de Montréal
Montréal, Canada
Tel: +1 514 343 6111 #3219
E-mail: jonathan.gagne@astro.umontreal.ca

Xavier Delfosse
IPAG-OSUG (Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble)
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 63 55 10
E-mail: xavier.delfosse@obs.ujf-grenoble.fr

Olivier Hernandez
Université de Montréal
Montréal, Canada
Tel: +1 514 343 6111 #4681
E-mail: olivier@astro.umontreal.ca

Céline Reylé
Observatoire de Besançon
Besançon, France
Tel: +33 3 81 66 69 01
E-mail: celine.reyle@obs-besancon.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Christian Veillet
Canada-France-Hawaii Telescope
Kamuela, Hawaii, USA
Tel: +1 808 938 3905
E-mail: veillet@cfht.hawaii.edu

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1245 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.