Kids

eso1423no — Pressemelding

ALMA fant dobbeltstjerne med rare planetdannende skiver

30. juli 2014

Rundt hver av de to unge stjernene i dobbeltstjernesystemet HK Tauri har astronomer funnet en planetdannende gasskive, og det forbløffende er at skivene har helt forskjellig orientering i forhold til hverandre. Observasjonene som ble gjort med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), har gitt forskere det klareste bilde noensinne av såkalte protoplanetariske skiver i en dobbeltstjerne. Resultatene bidrar også til å forklare hvorfor så mange eksoplaneter – til forskjell fra planetene i vårt eget solsystem – har snodige, avlange og skrå omløpsbaner. Studien publiseres i tidsskriftet Nature 31. juli 2014.

I motsetning til vår ensomme sol dannes de fleste stjerner i dobbeltstjernesystemer, der to stjerner kretser rundt hverandre. Dobbeltstjerner er altså svært vanlige, men det betyr ikke at vi forstår alt ved dem. For eksempel er det uklart hvordan og hvor planeter blir til i slike komplekse miljøer.

"ALMA har nå gitt oss de beste observasjoner som finnes av et dobbeltstjernesystem med protoplanetariske skiver. Det mest spennende funnet er at de to skivene har vidt forskjellig vinkel i forhold til hverandre!" forteller astronom Eric Jensen ved Swarthmore College i Pennsylvania i USA.

Alderen til de to stjernene i HK Tauri-systemet, som befinner seg ca. 450 lysår fra Jorda i stjernebildet Tyren, er mindre enn fire millioner år. Avstanden mellom stjernene er om lag 58 milliarder kilometer, tilsvarende 13 ganger avstanden mellom Sola og Neptun (vårt solsystems fjerneste planet).

Den mindre lyssterke av de to, HK Tauri B, er omgitt av en protoplanetarisk skive som sees rett fra kanten og dermed blokkerer stjernelyset. Fordi stjernens lys er svekket så mye, kan astronomer enkelt observere skiven i synlig lys og på nær-infrarøde bølgelengder.

Ledsageren, HK Tauri A, har også en skive omkring seg, men denne skygger ikke for lyset fra stjernen. Skiven kan ikke observeres i synlig lys fordi den drukner fullstendig i det sterke stjernelyset. Den gløder derimot sterkt på millimeterbølgelengder, en type stråling ALMA enkelt kan fange opp.

Med ALMA kunne forskerteamet ikke bare se skiven rundt HK Tauri A, men dessuten måle dens rotasjon for første gang. Astronomene kom fram til at de to skivene har en helning som skiller seg minst 60 grader fra hverandre. I stedet for å ligge i samme plan som omløpsbanene til stjernene, må i alle fall én av skivene stå kraftig på skrå.

"Den klare forskjellen i skivenes orientering har gitt oss et unikt innblikk i et ungt dobbeltstjernesystem," sier Rachel Akeson ved NASA Exoplanet Science Institute ved California Institute of Technology i USA. "Andre observasjoner har tidligere gitt hint om at slike 'skeive' systemer kunne eksistere, men de nye ALMA-observasjonene av HK Tauri viser mye tydeligere enn før hva som faktisk foregår i et slikt system." 

Stjerner og planeter dannes fra enorme skyer av støv og gass. Etter hvert som gravitasjonen får materialet til å trekke seg sammen, begynner skyen å rotere slik at mesteparten av støvet og gassen samles i en flattrykt protoplanetarisk skive, sentrert om en stadig voksende protostjerne.

I et dobbeltstjernesystem som HK Tauri er tingene imidlertid mye mer innviklet. I tilfeller der banene til stjernene og de protoplanetariske skivene ikke befinner seg i noenlunde samme plan, kan eventuelle gryende planeter fort ende opp i svært eksentriske (avlange) og skrå omløpsbaner [1].

"Resultatene våre viser at betingelsene som kreves for å endre planetenes baner, faktisk finnes, og at disse forholdene er til stede på det tidspunktet planetene blir til. Det hele har tilsynelatende å gjøre med måten dobbeltstjernesystemet dannes på," forklarer Jensen. "Vi kan ikke utelukke andre teorier, men vi kan definitivt være sikker på at en ledsagerstjerne kan gjøre jobben med å forvrenge banene til nabostjernens planeter."

Ettersom ALMA kan registrere den ellers usynlige strålingen fra støvet og gassen i protoplanetariske skriver, fikk astronomene tatt unike bilder av denne unge dobbeltstjernen. "Fordi systemet befinner seg i et tidlig stadium der de protoplanetariske skivene fortsatt er til stede, er det lettere for oss å bestemme hvordan saker og ting er orientert," forklarer Akeson.

Nå ønsker forskerne å finne ut om systemer som dette er vanlige eller ikke. De bemerker at ut ifra det vi vet i dag, er dette et bemerkelsesverdig enkelttilfelle. Flere undersøkelser må til for å avgjøre om denne typen system er vanlig gjennom hele Melkeveigalaksen vår.

"Selv om det å forstå denne mekanismen er et viktig skritt framover, kan vi ikke forklare alle de merkelige banene som eksoplaneter oppviser. Det finnes simpelthen ikke mange nok ledsagerstjerner til at dette kan være den fulle forklaringen. Vi har fortsatt noen biter igjen før puslespillet er løst," avslutter Jensen.

Fotnoter

[1] Dersom stjernenes omløpsplan og de to skivene ikke ligger i samme plan, vil gravitasjonskraften fra den ene stjernen få skiven rundt den andre til å slingre eller presesere (á la en snurrebass), og vice versa. En eventuell planet som holder på å dannes i en av disse skivene, vil få sin banevinkel og -form endret som følge av gravitasjonen fra den andre stjernen.

Mer informasjon

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ALMA er i Europa finansiert av ESO, i Nord-Amerika av det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan. I Øst-Asia er ALMA finansiert av National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Nature 31. juli 2014: "Misaligned Protoplanetary Disks in a Young Binary System" av Eric Jensen og Rachel Akeson.

Forskerteamet består av Eric L. N. Jensen (Dept. of Physics & Astronomy, Swarthmore College, USA) og Rachel Akeson (NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech, Pasadena, USA). 

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Eric L. N. Jensen
Lead Scientist, Swarthmore College
Philadelphia, USA
Tlf.: +1 610-328-8249
E-post: ejensen1@swarthmore.edu

Rachel Akeson
NASA Exoplanet Science Institute, IPAC/Caltech
Pasadena, USA
Tlf.: +1 626-395-1812
E-post: rla@ipac.caltech.edu

Charles E. Blue
Public Information Officer, National Radio Astronomy Observatory
Charlottesville, USA
Tlf.: + 1 434 296 0314
Mob.: +1 202 236 6324
E-post: cblue@nrao.edu

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

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1423 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1423no
Navn:HK Tauri
Type:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Milky Way : Star : Circumstellar Material
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014Natur.511..567J

Bilder

Kunstnerisk framstilling av skivene rundt de unge stjernene HK Tauri A og B
Kunstnerisk framstilling av skivene rundt de unge stjernene HK Tauri A og B
Posisjonen til dobbeltstjernen HK Tauri i stjernebildet Tyren
Posisjonen til dobbeltstjernen HK Tauri i stjernebildet Tyren
Vidvinkelbilde av deler av et stjernedannelsesområde i Tyren
Vidvinkelbilde av deler av et stjernedannelsesområde i Tyren
HK Tauri avbildet med Hubble og ALMA
HK Tauri avbildet med Hubble og ALMA
Bevegelsen til materialet i de to skivene i dobbeltstjernesystemet HK Tauri
Bevegelsen til materialet i de to skivene i dobbeltstjernesystemet HK Tauri

Videoer

Zoom inn på den unge dobbeltstjernen HK Tauri
Zoom inn på den unge dobbeltstjernen HK Tauri

Se også