eso1517nb — Pressemelding

Første observasjon av reflektert synlig lys fra 51 Pegasi b

Ny og lovende teknikk for å studere fjerne planeter

22. april 2015

Ved hjelp av planetjegeren HARPS ved ESOs La Silla-observatorium i Chile har astronomer gjort den første spektroskopiske observasjon av synlig lys som reflekteres fra en eksoplanet, nærmere bestemt 51 Pegasi b. Dataene avdekket også nye egenskaper ved denne berømte planeten, som var den første som noensinne ble oppdaget rundt en vanlig stjerne. Resultatet lover godt for framtiden, og forskere ser fram til å kombinere denne nye metoden med neste generasjon instrumenter på store teleskoper som VLT og etter hvert E-ELT.

Eksoplaneten 51 Pegasi b [1] holder til omtrent 50 lysår fra Jorda, i stjernebildet Pegasus. Den ble oppdaget i 1995 og vil alltid bli husket som den første bekreftede eksoplanet som ble funnet rundt en vanlig stjerne som Sola [2]. Dessuten anses den som prototypen på såkalte varme jupiterlignende planeter – på engelsk bruker man begrepet "hot Jupiter" – en type kloder som vi nå vet er forholdsvis vanlige i universet. De har omtrent samme størrelse og masse som Jupiter, men går i bane mye nærmere sine moderstjerner.

Tjue år etter den banebrytende oppdagelsen er antall bekreftede eksoplaneter kommet opp i over 1900 (i til sammen 1200 ulike planetsystemer). Og i jubileumsåret er 51 Pegasi b tilbake i søkelyset i forbindelse med nok et spennende framskritt for eksoplanetforskningen.

Teamet bak den unike studien ble ledet av Jorge Martins (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço [IA] og Universidade do Porto, begge i Portugal), som for tiden er PhD-student ved ESO i Chile. I studien anvendte forskerne HARPS-instrumentet på ESOs 3,6-metersteleskop ved La Silla-observatoriet i Chile.

Dagens mest brukte metode for å undersøke en eksoplanets atmosfære, er å observere moderstjernens spektrum idet lyset passerer og filtreres gjennom planetens atmosfære under en passasje, altså når planeten (sett fra Jorda) glir inn foran stjerneskiven. Metoden kalles transmisjonsspektroskopi. En alternativ tilnærming er å observere systemet når stjernen passerer foran planeten, noe som hovedsakelig gir informasjon om eksoplanetens temperatur.

Den nye metoden er ikke avhengig av at planeten passerer foran stjernen. Den kan derfor potensielt brukes for å undersøke mange flere eksoplaneter. Fordi metoden gjør det mulig å direkte registrere planetens spektrum i synlig lys, kan astronomene utlede egenskaper ved eksoplanetene som ikke er tilgjengelige med andre teknikker.

Man tar utgangspunkt i moderstjernens spektrum, som brukes som en mal i søket etter en lignende lyssignatur som reflekteres fra en omkretsende planet. Oppgaven er ekstremt vanskelig ettersom planeter er uhyre lyssvake sammenlignet med deres blendende moderstjerner.

Det svake signalet fra planeten forsvinner dessuten lett blant andre små effekter og støykilder [3]. Konseptet er likevel bevist å fungere, for metoden ble anvendt på HARPS-dataene av 51 Pegasi b med fantastisk resultat, tross dårlige odds.

"Denne oppdagelsesmetoden er av stor vitenskapelig betydning fordi den lar oss måle planetens masse og banehelning. Disse størrelsene er avgjørende for å forstå planetsystemet fullt ut," forklarer Jorge Martins. "Med metoden kan vi dessuten estimere planetens albedo, det vil si hvor mye lys den reflekterer, noe som kan si oss noe om sammensetningen til planetens overflate og atmosfære."

Den nye studien viser at 51 Pegasi b har en masse på omtrent halvparten av Jupiters og en bane som heller omtrent ni grader sammenlignet med synslinjen fra Jorda [4]. Planeten virker å være større enn Jupiter hva diameter angår, og dessuten svært reflekterende. Slike egenskaper er typiske for varme jupiterlignende kloder som kretser svært nær moderstjernen sin og utsettes for intenst stjernelys.

HARPS var av avgjørende betydning for astronomteamets arbeid. Det faktum at resultatet ble oppnådd med ESOs 3,6-metersteleskop, som har begrenset bruksområde for akkurat denne metoden, er spesielt spennende for forskerne. Eksisterende utstyr vil om ikke lenge overgås av mye mer avanserte instrumenter på større teleskoper, som for eksempel ESOs Very Large Telescope (VLT) og det framtidige European Extremely Large Telescope (E-ELT) [5].

"Vi venter nå i spenning på de første observasjoner med ESPRESSO-spektrografen på VLT, slik at vi kan gjøre enda mer detaljerte undersøkelser av dette og andre planetsystemer," avslutter medforfatter Nuno Santos (IA og Universidade do Porto) [6].

Fotnoter

[1] Både planeten 51 Pegasi b og dens moderstjerne 51 Pegasi er blant objektene som publikum kan være med å navngi i NameExoWorlds-konkurransen i regi av Den internasjonale astronomiske union (IAU).

[2] To planetlignende objekter var tidligere funnet omkring en pulsar (raskt roterende nøytronstjerne), hvilket er et ekstremt ugjestmildt miljø å befinne seg i.

[3] Utfordringen kan minne om det å studere det svake lyset som reflekteres fra et ørlite insekt som flyr rundt en fjern og svært kraftig lyskaster.

[4] Dette betyr at planetens baneplan sees nesten rett fra kanten (fra vårt ståsted her på Jorda), men ikke nær nok til at planeten passerer direkte foran moderstjernen.

[5] ESPRESSO på VLT, og med tiden enda kraftigere instrumenter på mye større teleskoper à la E-ELT, vil gi betydelig større nøyaktighet og gjøre det mulig å observere enda svakere kilder. Astronomene vil få bedre data for planeter som 51 Pegasi b og dessuten kunne oppdage mindre kloder.

[6] Overskriften på denne pressemeldingen er endret i etterkant for å gjøre det klart at nyheten dreier seg om den første spektroskopiske observasjon av reflektert synlig lys fra en eksoplanet, og ikke en måling eksoplanetens albedo som funksjon av bølgelengde.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astronomy & Astrophysics 22. april 2015: "Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b" av J. Martins et al.

Forskerteamet består av J. H. C. Martins (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço [IA] og Universidade do Porto, Porto, Portugal; ESO, Santiago, Chile), N. C. Santos (IA og Universidade do Porto), P. Figueira (IA og Universidade do Porto), J. P. Faria (IA og Universidade do Porto), M. Montalto (IA og Universidade do Porto), I. Boisse (Aix Marseille Université, Marseille, France), D. Ehrenreich (Observatoire de Genève, Geneva, Switzerland), C. Lovis (Observatoire de Genève), M. Mayor (Observatoire de Genève), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), F. Pepe (Observatoire de Genève), S. G. Sousa (IA og Universidade do Porto), S. Udry (Observatoire de Genève) og D. Cunha (IA og Universidade do Porto).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. 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 har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. 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 en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 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

Jorge Martins
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tlf.: +56 2 2463 3087
E-post: Jorge.Martins@iastro.pt

Nuno Santos
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tlf.: +351 226 089 893
E-post: Nuno.Santos@iastro.pt

Stéphane Udry
Observatoire de l’Université de Genève
Geneva, Switzerland
Tlf.: +41 22 379 24 67
E-post: stephane.udry@unige.ch

Isabelle Boisse
Aix Marseille Université
Marseille, France
E-post: Isabelle.Boisse@lam.fr

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching, 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 eso1517 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.:eso1517nb
Navn:51 Pegasi b
Type:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Instruments:HARPS
Science data:2015A&A...576A.134M

Bilder

Kunstnerisk framstilling av eksoplaneten 51 Pegasi b
Kunstnerisk framstilling av eksoplaneten 51 Pegasi b
Stjernen 51 Pegasi i stjernebildet Pegasus
Stjernen 51 Pegasi i stjernebildet Pegasus
Vidvinkelbilde av himmelen rundt stjernen 51 Pegasi
Vidvinkelbilde av himmelen rundt stjernen 51 Pegasi

Videoer

Zoom inn på stjernen 51 Pegasi
Zoom inn på stjernen 51 Pegasi
Kunstnerisk framstilling av eksoplaneten 51 Pegasi b
Kunstnerisk framstilling av eksoplaneten 51 Pegasi b

Se også