eso1432sv — Pressmeddelande (forskning)

Två kometfamijer upptäckta kring en närliggande stjärna

Kartläggning av exokometer kring Beta Pictoris är den största hittills

22 oktober 2014

Med instrumentet HARPS vid ESO:s La Silla-observatoriet i Chile har astronomer gjort den mest fullständiga kartläggningen någonsin av kometer kring en annan stjärna. Det franska forskarlaget studerade närmare 500 enskilda kometer kring stjärnan Beta Pictoris och upptäckt att de tillhör två tydligt olika grupper: gamla exokometer som har gått flera gånger kring sin stjärna, och yngre som troligen skapats nyligen när en eller flera större kroppar splittrats. De nya resultaten kommer publiceras i tidskriften Nature den 23 oktober 2014.

Beta Pictoris är en ung stjärna som ligger drygt 63 ljusår från solen. Den är bara 20 miljoner år gammal och omgiven av en enorm skiva av gas, damm och stenar. Detta är ett väldigt ungt planetsystem vars gas och stoft bildas tack vare kometer som avdunstar och asteroider som krockar.

Astronomen Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC) är förstaförfattare till artikeln.

– Beta Pictoris är ett mycket spännande mål att studera. De detaljerade observationerna av dess exokometer hjälper oss att förstå vad för processer som pågår i ett ungt planetsystem av det här slaget, säger han.

Under nästan 30 år har astronomerna observerat knappt märkbara ändringar i ljuset från Beta Pictoris som man trott orsakas av att kometer som passerar direkt framför stjärnan. Kometer är små himlakroppar, bara några få kilometer stora, men de innehåller rikliga mängder av is som avdunstar när de passerar nära värdstjärnan. Då kan de skapa gigantiska svansar av gas och stoft som kan absorbera en del av värdstjärnans ljus. Exokometer lyser dock mycket svagt och överglänsas helt av värdstjärnan. Därför kan inte kometerna avbildas direkt från jorden.

För att studera exokometer runt Beta Pictoris analyserade forskargruppen resultaten från mer än 1000 observationer som gjordes mellan 2003 och 2011 med instrumentet HARPS, som sitter på ESO:s 3,6-metersteleskop vid La Silla-observatoriet i Chile.  

Ur dessa valde forskargruppen ut ett urval av 493 olika exokometer. En del av exokometerna kunde observerades flera gånger och kunde ibland spåras under flera timmar. Från noggranna analyser kunde man sedan uppskatta hastigheten och storleken på kometernas gasmoln. För några av exokometerna kunde man dessutom bestämma egenskaperna hos deras omloppsbanor, som till exempel form, lutning samt avståndet till stjärnan.

Denna analys av flera hundra exokometer i ett individuellt exoplanetsystem är unik. Den har visat att kometerna tillhör två olika grupper. En familj av gamla exokometer vars banor bestäms av en tung planet som också kretsar kring stjärnan [1]. Den andra grupp av kometer har troligen skapats när en eller flera himlakroppar kolliderat. Även  i vårt solsystem tillhör kometerna olika familjer.

Den första gruppen av exokometers omloppsbanor kan skilja sig mycket från varandra. I den här gruppen är kometerna också mindre aktiva: de skapar bara små mängder av gas och stoft. Detta tyder på att dessa kometer har förbrukat deras förråd av is efter många närbesök till Beta Pictoris [2].

Exokometerna i den andra gruppen är mycket mer aktiva och har omloppsbanor som är nästan identiska med varandra [3]. Detta tyder på att gruppmedlemmerna har ett gemensamt ursprung: troligen har en större himlakropp splittrats och fragmenten från kollisionen nu går i en bana som tar dem mycket nära stjärnan Beta Pictoris.

– För första gången har en statistisk studie lyckats bestämma fysiken och banorna för ett stort antal  exokometer. Detta arbete ger oss en ovanlig och spännande blick på samma processer och mekanismer som rådde i vårt solsystemet strax efter att det bildades för 4,5 miljarder år sedan.

Noter

[1] En stor planet, Beta Pictoris b, har tidigare upptäckts gå i en bana drygt en miljard kilometer från stjärnan. Planeten har studerats med hjälp av högupplösningsbilder som tagits med hjälp av adaptiv optik.

[2] Kometernas banor (eccentricitet och lutningen) är stämmer dessutom exakt vad man förväntar sig från kometer som ligger i en så kallad banresonans med en tung planet. Egenskaperna hos den första kometgruppen visar att planeten som ligger bakom detta måste kretsa drygt 700 miljoner kilometer från stjärnan - vilket stämmer väl överens med vart planeten Beta Pictoris b hittades.

[3] På det här sättet liknar kometerna tillhör Kreutz-gruppen i vårt solsystem eller de splittrade fragmenten från kometen Shoemaker-Levy 9 som kolliderade med Jupiter i juli 1994.

Mer information

Forskningen som lett fram till de här resultaten presenteras i artikeln “Two families of exocomets in the Beta Pictoris system" och publiceras i tidskriften Nature den 23 oktober 2014.

Forskargruppen består av F. Kiefer (Institut d’astrophysique de Paris [IAP], CNRS, Université Pierre & Marie Curie-Paris 6, Paris, Frankrike [UPMC]), A. Lecavelier des Etangs (IAP), J. Boissier (Institut de radioastronomie millimétrique, Saint Martin d’Hères, Frankrike), A. Vidal-Madjar (IAP), H. Beust (Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble [IPAG], CNRS, Université Joseph Fourier-Grenoble 1, Grenoble, Frankrike), A.-M. Lagrange (IPAG), G. Hébrard (IAP) och R. Ferlet (IAP).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 031 772 5500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Alain Lecavelier des Etangs
Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC
France
Tel: +33-1-44-32-80-77
Mobil: +33 6 21 75 12 03
E-post: lecaveli@iap.fr

Flavien Kiefer
Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC and School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University
France / Israel
Tel: +972-502-838-163
E-post: kiefer@iap.fr

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1432 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1432sv
Namn:Beta Pictoris
Typ:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Instruments:HARPS
Science data:2014Natur.514..462K

Bilder

Exokometerna runt Beta Pictoris – som de kan se ut i verkligheten
Exokometerna runt Beta Pictoris – som de kan se ut i verkligheten
Beta Pictoris sedd i infrarött ljus
Beta Pictoris sedd i infrarött ljus
Exoplanet i rörelse
Exoplanet i rörelse
Området kring Beta Pictoris
Området kring Beta Pictoris

Videor

Exokometerna runt Beta Pictoris – som de kan se ut i verkligheten
Exokometerna runt Beta Pictoris – som de kan se ut i verkligheten
Artist’s impression of exocomets around Beta Pictoris (Full Dome)
Artist’s impression of exocomets around Beta Pictoris (Full Dome)
text på engelska

Se även