eso2111is — Fréttatilkynning

Stjörnufræðingar koma í fyrsta sinn auga á tunglskífu umhverfis fjarreikistjörnu

22. júlí 2021

Stjörnufræðingar sem notuðu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sem ESO á aðild að, hafa í fyrsta sinn komið auga á gas- og rykskífu í kringum reikistjörnu utan okkar sólkerfis. Mælingarnar varpa nýju ljósi á myndun tungla og reikistjarna í ungum sólkerfum.

„Mælingar okkar leiddu í ljós gas- og rykskífu þar sem fylgitungl gætu verið að myndast,“ sagði Myriam Bensity, stjörnufræðingur við Grenobleháskóla í Frakklandi og Chile-háskóla, sem hafði umsjón með nýju rannsókninni og kynnt er í dag í Astrophysical Journal Letters. „Greinigæði mælinga okkar með ALMA eru slík, að við sáum glögglega að skífan tengist reikistjörnu og gerðu okkur sömuleiðis kleift að áætla stærð hennar,“ bætti hún við.

Skífan sem um ræðir umlykur fjarreikistjörnuna PDS 70c, annan tveggja gasrisa sem hringsóla um stjörnu í um 400 ljósára fjarlægð. Stjörnufræðingar höfðu áður fundið merki um „tunglskífu“ í kringum þessa tilteknu fjarreikistjörnu en gátu ekki staðfest að svo væri fyrr en nú, þökk sé betri greinigæðum.

Auk þess komst rannsóknarhópur Benisty að því, að skífan er álíka breið og vegalengdin milli sólar og jarðar og nógu efnismikil til að geta myndað allt að þrjú fylgitungl á stærð við tungl jarðar.

Niðurstöðurnar hjálpa okkur ekki aðeins að skilja betur myndun fylgitungla, heldur eru þær líka „mjög mikilvægar til að staðfesta eldri kenningar um myndun reikistjarna sem ekki var hægt að prófa áður“, sagði Jaehan Bae, vísindamaður við Earth and Planets Laboratory hjá Carnegie Institution for Science í Bandaríkjunum og meðhöfundur greinarinnar.

Reikistjörnur verða til í rykskífum umhverfis ungar stjörnur. Þær sanka að sér efni og stækka mynda geilar í skífunni sjálfri. Við þetta ferli geta orðið til rykskífur í kringum reikistjörnurnar sjálfar sem hefur áhrif á vöxt þeirra en getur líka leitt til þess aðrir smærri hnettir verði til í kring. Þannig má ætla að fylgitungl verði alla jafna til.

Stjörnufræðingar skilja ekki enn til fulls hvernig þetta ferli á sér stað. „Í stuttu máli er liggur ekki fyllilega ljóst fyrir hvenær, hvar og hvernig reikistjörnur og tungl verða til,“ sagði Stefano Facchini vísindamaður hjá ESO sem tók líka þátt í rannsókninni.

„Yfir 4000 fjarreikistjörnur hafa fundist hingað til, allar í þroskuðum sólkerfum. PDS 70b og PDS 70c minna um margt á Júpíter og Satúrnus í sólkerfinu okkar og eru raunar einu tvær fjarreikistjörnurnar sem við höfum fundið til þessa sem eru enn að myndast,“ sagði Miriam Keppler, stjörnufræðingur við Max Planck Insitute for Astronomy í Þýskalandi og ein meðhöfunda greinarinnar um rannsóknina [1].

„Þetta sólkerfi veitir okkur einstakt tækifæri til að rannsaka myndunarferli reikistjarna og fylgitungla,“ bætir Facchini við.

Fjarreikistjörnurnar tvær, PDS 70b og PDS 70c, fundust með hjálp Very Large Telescope (VLT) ESO árið 2018 og 2019. Hafa þær síðan margoft verið rannsakaðar með öðrum sjónaukum [2].

Nýjustu mælingar ALMA gefa stjörnufræðingum enn betri sýn á sólkerfið. Ekki aðeins náðist að staðfesta tilvist rykskífu í kringum PDS 70c og meta stærð hennar og massa, heldur kom líka í ljós að engin merki eru um samskonar skífu í kringum PDS 70b. Það bendir til þess að PDS 70c hafi í raun hrifsað til sín efni sem ella hefði orðið eftir í kringum systurplánetuna.

Vonir standa til um að enn dýpri skilningur fáist á sólkerfinu þegar Extremely Large Telescope (ELT) sjónauki ESO verður tekinn í notkun síðar á þessum áratug. Sjónaukinn er um þessar mundir í smíðum á Cerro Armazones í Atacamaeyðimörkinni í Chile. „ELT skiptir miklu máli fyrir rannsóknir af þessu tagi, því með honum munum við geta kortlagt kerfið í mun meiri smáatriðum,“ sagði Richard Teague, meðhöfundur greinarinnar, hjá Center for Astrophysics í Harvard-Smithsonian í Bandaríkunum. Einkum og sér í lagi mun Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS) mælitækið í ELT gera stjörnufræðingum kleift að skoða hreyfingu á gasi í kringum PDS 70c og þannig þrívíðri mynd af kerfinu.

Skýringar

[1] Þrátt fyrir líkindin milli Júpíters og Satúrnusar er vert að hafa í huga að skífan umhverfis PDS 70c er um 500 sinnum stærri en hringar Satúrnusar.

[2] PDS 70b fannst með pectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) mælitækinu en PDS 70c fannst með Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) á VLT. Rannsóknir á sólkerfinu hafa einnig verið gerðar með X-shooter mælitækinu sem er líka á VLT.

Frekari upplýsingar

Rannsókninni voru gerð skil í greininni „A Circumplanetary Disk Around PDS 70c“ sem birtist í Astrophysical Journal Letters.

Í rannsóknarteyminu eru Myriam Benisty (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS, Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile and Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble, France [UGA]), Jaehan Bae (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science, Washington DC, USA), Stefano Facchini (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany), Miriam Keppler (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), Richard Teague (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, USA [CfA]), Andrea Isella (Department of Physics and Astronomy, Rice University, Houston, TX, USA), Nicolas T. Kurtovic (MPIA), Laura M. Perez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile [UCHILE]), Anibal Sierra (UCHILE), Sean M. Andrews (CfA), John Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago de Chile, Chile), Ian Czekala (Department of Astronomy and Astrophysics, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Astrostatistics, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA and Institute for Computational & Data Sciences, Pennsylvania State University, PA, USA), Carsten Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, The Netherlands), Thomas Henning (MPIA), Francois Menard (UGA), Paola Pinilla (MPIA and Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, UK) and Alice Zurlo (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile og Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, 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“.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

Tenglar

Tengiliðir

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

Myriam Benisty
Universidad de Chile and Université Grenoble Alpes
Santiago de Chile, Chile
Tölvupóstur: myriam.benisty@univ-grenoble-alpes.fr

Jaehan Bae
Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science
Washington DC, USA
Tölvupóstur: jbae@carnegiescience.edu

Stefano Facchini
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tölvupóstur: stefano.facchini@eso.org

Miriam Keppler
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tölvupóstur: keppler@mpia.de

Richard Teague
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
Cambridge, MA, USA
Tölvupóstur: richard.d.teague@cfa.harvard.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2111.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2111is
Nafn:PDS 70c
Tegund:Milky Way : Planet : Type : Gas Giant
Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2021ApJ...916L...2B

Myndir

Wide and close-up views of a moon-forming disc as seen with ALMA
Wide and close-up views of a moon-forming disc as seen with ALMA
texti aðeins á ensku
The PDS 70 system as seen with ALMA
The PDS 70 system as seen with ALMA
texti aðeins á ensku
Moon-forming disc around the PDS 70c exoplanet as seen with ALMA
Moon-forming disc around the PDS 70c exoplanet as seen with ALMA
texti aðeins á ensku
The dwarf star PDS 70 in the constellation Centaurus
The dwarf star PDS 70 in the constellation Centaurus
texti aðeins á ensku
Widefield image of the sky around PDS 70
Widefield image of the sky around PDS 70
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Peeking at a Distant Moon-Forming Disc (ESOcast Light 240)
Peeking at a Distant Moon-Forming Disc (ESOcast Light 240)
texti aðeins á ensku
Artist’s animation of the PDS70 system
Artist’s animation of the PDS70 system
texti aðeins á ensku
Zooming in on the PDS 70 system
Zooming in on the PDS 70 system
texti aðeins á ensku