eso1905nb — Pressemelding

GRAVITY-instrumentet avbilder eksoplanet med ny metode

Banebrytende VLTI-instrument avslører detaljer om en stormfull eksoplanet ved hjelp av optisk interferometri

27. mars 2019

GRAVITY-instrumentet på ESOs Very Large Telescope Interferometer (VLTI) har gjort den første direkte observasjonen av en eksoplanet ved hjelp av optisk interferometri. Denne metoden viser en kompleks eksoplanetarisk atmosfære med skyer av jern og silikater som virvler rundt i en global storm. Teknikken gir unike muligheter for å karakterisere mange av eksoplanetene som er kjent i dag.

Dette resultatet ble annonsert i dag i tidsskriftet Astronomy and Astrophysics av GRAVITY Collaboration [1], der de presenterer observasjoner av eksoplanet HR8799e ved hjelp av optisk interferometri. Eksoplaneten ble oppdaget i 2010 i bane rundt den unge hovedseriestjernen HR8799, som ligger rundt 129 lysår fra Jorden i stjernebildet Pegasus.

Dagens resultat, som viser nye egenskaper ved HR8799e, krevde et instrument med svært høy oppløsning og følsomhet. GRAVITY kan bruke ESOs VLTs fire enhetsteleskoper til å samarbeide om å etterligne et større teleskop ved hjelp av en interferometriteknikk [2]. Dette skaper et superteleskop – VLTI – som samler lyset fra HR8799es atmosfære og lyset fra dens moderstjerne.

HR8799e er en «super-Jupiter», som er både mer massiv og mye yngre enn noen planet i solsystemet vårt. Denne eksoplaneten er bare 30 millioner år gammel og er dermed ung nok til å gi forskere et innblikk i dannelsen av planeter og planetariske systemer. Eksoplaneten er svært ugjestmild – gjenværende energi fra dens dannelse og en kraftig drivhuseffekt varmer opp HR8799e til en fiendtlig temperatur på omtrent 1000 °C.

Dette er første gang optisk interferometri er blitt brukt til å avsløre detaljer om en eksoplanet, og den nye teknikken gir et utsøkt detaljert spektrum av enestående kvalitet – ti ganger mer detaljert enn tidligere observasjoner. Teamets målinger var i stand til å avsløre sammensetningen av HR8799es atmosfære – som inneholdt noen overraskelser.

«Vår analyse viste at HR8799e har en atmosfære som inneholder langt mer karbonmonoksid enn metan – noe som ikke forventes fra likevektskjemi», forklarer teamleder Sylvestre Lacour, forsker ved CNRS på Observatoire de Paris  PSL og Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. «Vi kan best forklare dette overraskende resultatet med høye vertikale vinder i atmosfæren som hindrer karbonmonoksidet fra å reagere med hydrogen for å danne metan.» 

Teamet fant at atmosfæren også inneholder skyer av jern- og silikatstøv. Når dette kombineres med overskudd av karbonmonoksid, antyder dette at HR8799e atmosfæren opplever en enorm og voldsom storm.

«Våre observasjoner antyder at planeten er en ball av gass som lyses opp av kjernen sin, med stråler av varmt lys som virvler gjennom stormfulle områder med mørke skyer», utdyper Lacour. «Konveksjon beveger seg rundt skyene av silikat- og jernpartikler, som skiller seg og regner ned mot kjernen. Dette maler et bilde av en dynamisk atmosfære på en nyfødt gigantisk eksoplanet som opplever komplekse fysiske og kjemiske prosesser.»

Dette er et nytt resultat på listen over imponerende funn fra GRAVITY, som har inkludert gjennombrudd slik som forrige års observasjon av gass som virvler med 30 % av lysets hastighet like utenfor hendelseshorisonten til det supermassive sorte hullet i sentrum av galaksen. Resultatet gir også en ny måte å observere eksoplaneter på i tillegg til det allerede omfattende arsenalet av metoder som er tilgjengelig for ESOs teleskoper og instrumenter. Dette baner vei til mange flere imponerende funn [4].

Fotnoter

[1] GRAVITY ble utviklet av et samarbeid bestående av Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Tyskland), LESIA of Paris Observatory–PSL/CNRS/Sorbonne Université/Univ. Paris Diderot og IPAG of Université Grenoble Alpes/CNRS (Frankrike), Max Planck Institute for Astronomy (Tyskland), University of Cologne (Tyskland), the CENTRA–Centro de Astrofisica e Gravitação (Portugal) og ESO.

[2] Interferometri er en teknikk som lar astronomer lage et superteleskop ved å kombinere kraften til flere mindre teleskoper. ESOs VLTI er et interferometrisk teleskop som dannes ved å kombinere to eller flere av enhetesteleskopene til Very Large Telescope eller alle fire av de mindre hjelpeteleskopene. Mens hvert enhetsteleskop har et imponerende hovedspeil på 8,2 meter, kombineres de til et teleskop med 25 ganger større oppløsningsevne enn et enkelt enhetsteleskop som observerer alene.

[3] Eksoplaneter kan observeres ved hjelp av mange forskjellige metoder. Noen er indirekte, som for eksempel radialhastighetsmetoden. Denne metoden brukes av ESOs eksoplanetjaktende HARPS-instrument, som måler hvordan planetens tyngdekraft trekker i sin moderstjerne. Direkte metoder, som teknikken som ligger bak dette resultatet, innebærer å observere selve planeten i stedet for dens effekt på moderstjernen.

[4] Nylige eksoplanetfunn som ble gjort ved hjelp av ESO-teleskoper inkluderer fjorårets vellykkede oppdagelse av en superjord i bane rundt Barnards stjerne, som er den nærmeste enkeltstjernen til solsystemet vårt, og ALMAs oppdagelse av unge planeter i bane rundt en ung stjerne, som benyttet en annen ny teknikk for planetgjenkjenning.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «First direct detection of an exoplanet by optical interferometry» i tidsskriftet Astronomy and Astrophysics.

Teamet bestod av: S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris - PSL, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, Frankrike [LESIA]; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Tyskland [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, Tyskland), 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, Storbritannia), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike [IPAG]), J.P. Berger (IPAG), H. Beust (IPAG), N. Blind (Observatoire de Genève, Université de Genève, Versoix, Sveits), M. Bonnefoy (IPAG), H. Bonnet (ESO, Garching, Tyskland), P. Bourget (ESO, Santiago, Chile), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [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, Nederland), C. Deen (MPE), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Tyskland;  Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Tyskland), 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, Lisboa, Portugal), R. Garcia Lopez (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Irland; 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, Tyskland), 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, Nederland), 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, Tyskland), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), E.F. van Dishoeck (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Nederland), S. von Fellenberg (MPE), I. Wank (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Tyskland), I. Waisberg (MPE) , F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), M. Wiest (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Tyskland), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Tyskland), S. Yazici (MPE; 1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Tyskland), D. Ziegler (LESIA), og G. Zins (ESO, Santiago, Chile).

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, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. 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 og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

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

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

Dr. Paul Mollière
Sterrewacht Leiden, Huygens Laboratory
Leiden, The Netherlands
Tlf.: +31 64 2729185
E-post: molliere@strw.leidenuniv.nl

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1905 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.:eso1905nb
Navn:HR 8799e
Type:Milky Way : Planet
Facility:Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:GRAVITY
Science data:2019A&A...623L..11G

Bilder

GRAVITY-instrumentet avbilder eksoplanet med ny metode
GRAVITY-instrumentet avbilder eksoplanet med ny metode
HR 8799 i stjernebildet Pegasus
HR 8799 i stjernebildet Pegasus
Omgivelsene rundt stjernen HR 8799
Omgivelsene rundt stjernen HR 8799
Luftfoto av VLTI med tunneler lagt oppå
Luftfoto av VLTI med tunneler lagt oppå
Prinsippet bak VLT-interferometeret
Prinsippet bak VLT-interferometeret

Videoer

ESOcast 197 Light: GRAVITY avslører stormfull eksoplanethimmel
ESOcast 197 Light: GRAVITY avslører stormfull eksoplanethimmel
Banebevegelsene i HR8799-systemet
Banebevegelsene i HR8799-systemet

Se også