eso1905is — Fréttatilkynning

GRAVITY mælitækið brýtur blað í ljósmyndun fjarreikistjörnu

VLTI víxlmælirinn leiðir í ljós smáatriði á stormasamri fjarreikistjörnu

27. mars 2019

GRAVITY mælitækið á Very Large Telescope víxlmælinum (VLTI) ESO hefur gert fyrstu beinu víxlmælingarnar í sýnilegu ljósi á fjarreikistjönu. Aðferðin leiðir í ljós flókinn stormasaman lofthjúp fjarreikistjönu sem hefur ský úr járni og sílikötum. Tæknin veitir stjörnufræðingum einstakt tækifæri til þess að greina smáatriði á mörgum fjarreikistjörnum sem við þekkjum í dag.

Niðurstöðurnar voru kynntar í dag í grein eftir GRAVITY samstarfið [1] í tímaritinu Astronomy and Astrophysics, þar sem sagt er frá víxlmælingunum í sýnilegu ljósi á fjarreikistjörnunni HR8799e. Reikistjarnan fannst árið 2010 á sveimi um unga meginraðarstjörnu, HR8799, sem er í um 129 ljósára fjarlægð frá Jörðinni í stjörnumerkinu Pegasusi.

Mælingarnar sýna smáatriði á HR8799e og kröfðust tækjabúnaðar með mjög háa upplausn og mikil greinigæði. GRAVITY lætur VLT sjónaukana fjóra vinna saman sem einn stóran sjónauka en slík tækni kallast víxlmælingar [2]. Þannig verður til risasjónauki – VLTI – sem safnar og sundurgreinir nákvæmlega ljós úr lofthjúpi HR8799e frá ljósi móðurstjörnunnar.

HR8799e er risa-Júpíter, hnöttur sem er gerólíkur öllum hnöttum í sólkerfinu okkar. Reikistjarnan er bæði massameiri og miklu yngri en nokkur reikistjarna a´braut um sólina. Þetta sólkerfi er aðeins 30 milljón ára gamalt svo fjarreikistjarnan er nógu ung til að veita vísindamönnum sýn á þróun sólkerfa. Fjarreikistjarnan er algerlega óbyggileg – afgangsorka frá myndun hennar og öflug gróðurhúsaáhrif valda því að hitastigið á HR8799e er um það bil 1000°C.

Þetta er í fyrsta sinn sem víxlmælingar í sýnilegu ljósi hafa verið gerðar til að ná smáatriðum af fjarreikistjönu. Aðferðin skilaði líka sérstaklega góðum litrófsmælingum – tífalt betri en eldri mælingar. Þær leiddu í ljós efnasamsetningu lofthjúps HR8799e og kom ýmislegt á óvart.

„Mælingarnar sýna að HR8799e hefur lofthjúp sem inniheldur mun meira kolmónoxíð en metan – sem við bjuggumst ekki við út frá efnajafnvægi,“ sagði umsjónarmaður rannsóknarinnar Sylvestre Lacour, vísindamaður við CNRS í Observatoire de Paris – PSL og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. „Besta skýring okkar á þessum óvæntu niðurstöðum eru miklir vindar í lofthjúpnum sem kom í veg fyrir að kolmónoxíðið hvarfist við vetnið og myndi metan.“

Stjörnufræðingarnir komust líka að því að í lofthjúpnum voru ský úr járn- og sílikatryki. Það, ásamt kolmónoxíðinu, bendir til þess að í lofthjúpi HR8799e geysi gífurlegur stormur.

„Mælingar okkar benda til þess að um sé að ræða gashnött sem lýsist upp innan frá og hlýir geislar brjótist í gegnum dökka stormsveipi,“ sagði Lacour. „Iðustraumar hreyfa til ský úr sílíkötum og járni sem leysast í sundur og rignir aftur niður í innviðina. Þetta er uppdráttur að dýnamískum lofthjúpi risareikistjörnu í fæðingu að ganga í gegnum flókin eðlis- og efnafræðileg ferli.“

Niðurstöðurnar bætast í sístækkandi hóp merkilegra uppgötvana GRAVITY, til dæmis mælinga á gasskýi sem ferðast á 30% af hraða ljóssins rétt fyrir utan sjóndeild risasvartholsins í miðju Vetrarbrautarinnar. Þetta er ennfremur ný aðferð til að rannsaka fjarreikistjörnur og ryður brautina fyrir margar enn merkilegri uppgötvanir [4].

Skýringar

[1] GRAVITY var þróað í samstarfi Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Þýskalandi), LESIA of Paris Observatory–PSL / CNRS / Sorbonne Université / Univ. Paris Diderot og IPAG of Université Grenoble Alpes / CNRS (Frakklandi), Max Planck Institute for Astronomy (Þýskalandi), University of Cologne (Þýskalandi), CENTRA–Centro de Astrofisica e Gravitação (Portúgal) og ESO.

[2] Víxlmælingar er tækni sem gerir stjörnufræðingum kleift að útbúa risasjónauka með því að blanda saman nokkrum sjónaukum. VLTI er víxlmælisjónauki ESO, búinn til með því að sameina tvo eða fleiri VLT sjónauka eða alla hjálparsjónaukana fjóra. Stóru sjónaukarnir fjórir eru allir með 8,2 metra breiðan safnspegil en með því að láta þá vinna saman er útkoman sjónauki með 25 sinnum meiri greinigæði en einn stakur sjónauki.

[3] Hægt er að rannsaka fjarreikistjörnur með mörgum mismunandi aðferðum. Sumar aðferðirnar eru óbeinar, eins og sjónstefnumælingar sem HARPS reikistjörnuleitartæki ESO beitir en þá eru þyngdaráhrif óséðrar reikistjörnu á móðurstjörnuna mæld. Beinar mæliaðferðir, eins og tæknin sem hér var notuð, felur í sér mælingar á reikistjörnunni sjálfri í stað þess að skoða áhrif hennar á móðurstjörnuna.

[4] Af nýlegum uppgötvunum með sjónaukum ESO má nefna risajörð við Barnardsstjörnuna, nálægustu stöku stjörnuna við sólina okkar og uppgötvun ALMA á ungum plánetum á braut um unga stjörnu þar sem annarri nýstárlegri aðferð var beitt.

Frekari upplýsingar

Greint var frá rannsókninni í greininni „First direct detection of an exoplanet by optical interferometry” í Astronomy and Astrophysics.

Í rannsóknarteyminu eru S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris - PSL, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, France [LESIA]; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany [MPE]), M. Nowak (LESIA), J. Wang (Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, USA), O. Pfuhl (MPE), F. Eisenhauer (MPE), R. Abuter (ESO, Garching, Germany), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), N. Anugu (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal; School of Physics, Astrophysics Group, University of Exeter, Exeter, United Kingdom), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, France [IPAG]), J.P. Berger (IPAG), H. Beust (IPAG), N. Blind (Observatoire de Genève, Université de Genève, Versoix, Switzerland), M. Bonnefoy (IPAG), H. Bonnet (ESO, Garching, Germany), P. Bourget (ESO, Santiago, Chile), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), A. Buron (MPE), C. Collin (LESIA), B. Charnay (LESIA), F. Chapron (LESIA) , Y. Clénet (LESIA), V. Coudé du Foresto (LESIA), P.T. de Zeeuw (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, The Netherlands), C. Deen (MPE), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany;  Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Fédou (LESIA), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), R. Garcia Lopez (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Ireland; MPIA), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley, USA), S. Gillessen (MPE), P. Gordo (Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), A. Greenbaum (Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, USA), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), F. Haußmann (MPE), Th. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), Z. Hubert (LESIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), S. Kendrew (European Space Agency, Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA; MPIA), P. Kervella (LESIA), J. Kolb (ESO, Santiago, Chile), A.-M. Lagrange (IPAG), V. Lapeyrère (LESIA), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), R. Lenzen (MPIA), A.-L. Maire (STAR Institute, Université de Liège, Liège, Belgium; MPIA), P. Mollière (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, The Netherlands), T. Ott (MPE), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), L. Pueyo (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), S. Rabien (MPE), A. Ramírez (ESO, Santiago, Chile), C. Rau (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico; MPIA), S. Scheithauer (MPIA), N. Schuhler (ESO, Santiago, Chile), O. Straub (LESIA; MPE), C. Straubmeier (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), E.F. van Dishoeck (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, The Netherlands), S. von Fellenberg (MPE), I. Wank (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), I. Waisberg (MPE) , F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), M. Wiest (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Germany), S. Yazici (MPE; 1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germany), D. Ziegler (LESIA), og G. Zins (ESO, Santiago, Chile).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Sylvestre Lacour
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Sími: +33 6 81 92 53 89
Tölvupóstur: Sylvestre.lacour@observatoiredeparis.psl.eu

Mathias Nowak
CNRS/LESIA, Observatoire de Paris - PSL
5 place Jules Janssen, Meudon, France
Sími: +33 1 45 07 76 70
Farsími: +33 6 76 02 14 48
Tölvupóstur: Mathias.nowak@observatoiredeparis.psl.eu

Dr. Paul Mollière
Sterrewacht Leiden, Huygens Laboratory
Leiden, The Netherlands
Sími: +31 64 2729185
Tölvupóstur: molliere@strw.leidenuniv.nl

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1905.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1905is
Nafn:HR 8799e
Tegund:Milky Way : Planet
Facility:Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:GRAVITY
Science data:2019A&A...623L..11G

Myndir

GRAVITY instrument breaks new ground in exoplanet imaging
GRAVITY instrument breaks new ground in exoplanet imaging
texti aðeins á ensku
HR 8799 in the constellation Pegasus
HR 8799 in the constellation Pegasus
texti aðeins á ensku
Surroundings of the star HR 8799
Surroundings of the star HR 8799
texti aðeins á ensku
Aerial view of the VLTI with tunnels superimposed
Aerial view of the VLTI with tunnels superimposed
texti aðeins á ensku
VLT interferometer principle
VLT interferometer principle
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 197 Light: GRAVITY uncovers stormy exoplanet skies
ESOcast 197 Light: GRAVITY uncovers stormy exoplanet skies
texti aðeins á ensku
Orbital motion of the HR8799  system
Orbital motion of the HR8799 system
texti aðeins á ensku

Sjá einnig