eso2111nb — Pressemelding

Astronomer gjør den første tydelige deteksjonen av en månedannende skive rundt en eksoplanet

22. juli 2021

Ved hjelp av Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), der European Southern Observatory (ESO) er en partner, har astronomer for første gang gjort en utvetydig oppdagelse av en støvskive rundt en planet utenfor solsystemet vårt. Observasjonene vil kaste nytt lys over hvordan måner og planeter dannes i unge planetsystemer.

«Vår studie presenterer en klar deteksjon av en støvskive der naturlige satellitter kan være i ferd med å dannes», sier Myriam Benisty, forsker ved University of Grenoble i Frankrike, og ved University of Chile. Hun ledet den nye forskningen som ble publisert i The Astrophysical Journal Letters i dag. «Våre ALMA-observasjoner ble oppnådd med en så utsøkt oppløsning at vi kunne tydelig identifisere at skiven er tilknyttet planeten, og vi er for første gang i stand til å sette begrensninger på skivens størrelse», legger hun til.

Skiven det er snakk om her, kalt en sirkumplanetarisk skive, omgir eksoplaneten PDS 70c, som er en av to gigantiske, Jupiter-lignende planeter som kretser rundt en stjerne nesten 400 lysår unna. Astronomer hadde funnet hint om en «månedannende» skive rundt denne eksoplaneten før, men siden de ikke kunne skille skiven tydelig fra omgivelsene, kunne de ikke bekrefte at den ble oppdaget – før nå.

I tillegg, ved hjelp av ALMA, fant Benisty og teamet hennes at skiven har omtrent samme diameter som avstanden fra Sola vår til Jorda og nok masse til å danne opptil tre naturlige satellitter på størrelse med Månen.

Men resultatene er ikke bare nøkkelen til å finne ut hvordan måner oppstår. «Disse nye observasjonene er også ekstremt viktige for å bevise teorier om planetdannelse som ikke kunne testes før nå», sier Jaehan Bae, forsker fra Earth and Planets Laboratory ved Carnegie Institution for Science i USA, og forfatter av studien [1].

Planeter dannes i støvskiver rundt unge stjerner, sirkumstellare skiver kalt protoplanetariske skiver, og lager hulrom i skiven når de sluker opp materiale fra denne sirkelformede skiven for å vokse. I denne prosessen kan en planet tilegne seg sin egen støvskive, som bidrar til veksten av planeten ved å regulere mengden materiale som faller på planeten. På samme tid kan gassen og støvet i den sirkumplanetariske skiven samle seg i gradvis større legemer gjennom kollisjoner, og til slutt føre til dannelsen av måner.

Men astronomer forstår ennå ikke detaljene i disse prosessene. «Kort fortalt er det fortsatt uklart når, hvor og hvordan planeter og måner dannes», forklarer ESO-stipendiat Stefano Facchini, også involvert i forskningen.

«Mer enn 4000 eksoplaneter har blitt funnet til nå, men alle er blitt oppdaget i modne planetsystemer. PDS 70b og PDS 70c, som danner et system som minner om Jupiter-Saturn-paret, er de eneste to eksoplanetene som er oppdaget så langt som fremdeles er i ferd med å bli dannet», forklarer Miriam Keppler, forsker ved Max Planck Institute for Astronomy i Tyskland og en av medforfatterne av studien.

«Dette planetsystemet gir oss derfor en unik mulighet til å observere og studere prosessene for dannelse av planeter og satellitter», legger Facchini til.

PDS 70b og PDS 70c, de to planetene som utgjør systemet, ble først oppdaget ved hjelp av ESOs Very Large Telescope (VLT) i henholdsvis 2018 og 2019, og deres unike natur har gjort at de har blitt observert med andre teleskoper og instrumenter mange ganger siden den gang [2].

De siste ALMA-observasjonene med høy oppløsning har nå gjort det mulig for astronomer å få ytterligere innsikt i systemet. I tillegg til å bekrefte påvisning av den sirkumplanetariske skiven rundt PDS 70c og studere dens størrelse og masse, fant de at PDS 70b ikke viser klare bevis for en slik skive, noe som indikerer at den ble sultet av støvmateriale fra fødselsmiljøet av PDS 70c.

En enda dypere forståelse av planetsystemet vil bli oppnådd med ESOs Extremely Large Telescope (ELT), som for tiden er under bygging på Cerro Armazones i den chilenske Atacama-ørkenen. «ELT vil være nøkkelen til denne forskningen, siden vi med dens mye høyere oppløsning vil kunne kartlegge systemet i detalj», sier medforfatter Richard Teague, forsker ved Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian i USA. Spesielt ved å bruke ELTs Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS), vil teamet kunne se på gassbevegelsene rundt PDS 70c for å få et fullstendig 3D-bilde av systemet.

Fotnoter

[1] Til tross for likheten med Jupiter-Saturn-paret, merk at skiven rundt PDS 70c er omtrent 500 ganger større enn Saturns ringer.

[2] PDS 70b ble oppdaget ved bruk av instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE), mens PDS 70c ble funnet ved bruk av VLTs Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). To-planet-systemet er undersøkt ved hjelp av X-shooter-instrumentet, også installert på ESOs VLT.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «A Circumplanetary Disk Around PDS 70c» i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters.

Teamet består av Myriam Benisty (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS, Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile og Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble, Frankrike [UGA]), Jaehan Bae (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science, Washington DC, USA), Stefano Facchini (European Southern Observatory, Garching bei München, Tyskland), Miriam Keppler (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [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 og Habitable Worlds, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA, Center for Astrostatistics, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, USA og Institute for Computational & Data Sciences, Pennsylvania State University, PA, USA), Carsten Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederland), Thomas Henning (MPIA), Francois Menard (UGA), Paola Pinilla (MPIA and Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, UK) og Alice Zurlo (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile and Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, 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.

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

Linker

Kontakter

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

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

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

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

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

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

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2111 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.:eso2111nb
Navn:PDS 70c
Type: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

Bilder

Oversiktsbilde og nærbilde av en månedannende skive sett med ALMA
Oversiktsbilde og nærbilde av en månedannende skive sett med ALMA
PDS 70-systemet sett med ALMA
PDS 70-systemet sett med ALMA
Månedannende skive rundt eksoplaneten PDS 70c sett av ALMA
Månedannende skive rundt eksoplaneten PDS 70c sett av ALMA
Dvergstjernen PDS 70 i stjernebildet Kentauren
Dvergstjernen PDS 70 i stjernebildet Kentauren
Vidvinkelbilde av himmelen rundt PDS 70
Vidvinkelbilde av himmelen rundt PDS 70

Videoer

ESOcast Light 240: En fjern månedannende skive
ESOcast Light 240: En fjern månedannende skive
Animasjon av PDS 70-systemet
Animasjon av PDS 70-systemet
Zoom inn på PDS 70-systemet
Zoom inn på PDS 70-systemet