Pressmeddelande

Stjärnhop har överskott av jätteplaneter

17 juni 2016

I stjärnhopen Messier 67 det finns många fler “heta jupitrar” än väntat. Den överraskande upptäckten, av en internationell grupp av astronomer, gjordes med hjälp av flera teleskop och instrument, bland dem spektrografen HARPS vid ESO:s La Sillaobservatorium i Chile. Överflödet av planeterna av typen het Jupiter kan bero på att det är tätare mellan stjärnor i stjärnhopar, vilket leder till att det blir vanligare att planeter och närliggande stjärnor växelverkar med varandra.

En forskargrupp med medlemmar från Chile, Brasilien och Europa och som leds av Roberto Saglia vid Max-Planck-Institutet för utomjordisk fysik i Garching, Tyskland, och Luca Pasquini vid ESO, har spenderat flera år med att samla in högprecisionsmätningar av 88 stjärnor i Messier 67 [1]. Denna öppna stjärnhop är ungefär lika gammal som solen. Troligen bildades solsystemet i en liknande tät omgivning [2].

Forskarlaget använde HARPS, samt andra instrument [3], för att leta efter signaturerna från jätteplaneter med små omloppsbanor. De sökte efter tecken på en karaktäristisk vacklande rörelse hos stjärnor som orsakas av ett massivt objekt i en nära bana: en typ av planet som kallas het Jupiter. Signaturerna från dessa heta jupiter-planeter har nu upptäckts hos totalt tre stjärnor i hopen, utöver tidigare bevis för flera andra planeter.

En het jupiter är en gigantisk exoplanet med en massa på omkring en tredjedel av Jupiters massa eller mer. De är “heta” därför att de kretsar nära deras värdstjärnor, vilket framgår av att omloppstiden (planeternas “år”) är mindre än tio dagar. Det är väldigt annorlunda från den Jupiter som vi är bekanta med i vårt solsystem, som har ett år som varar cirka 12 jordår och som är mycket kallare än jorden [4].

– Vi vill använda en öppen stjärnhop som ett laboratorium för att utforska både exoplaneters egenskaper och planetbildningsteorier. Här finns det inte bara många stjärnor som kan vara värdar till planeter, men också en tätpackad omgivning i vilken de måste ha bildats, säger Roberto Saglia.

I studien fann man att heta jupitrar är mer vanliga omkring stjärnorna i Messier 67 än för stjärnor som inte ingår i stjärnhopar.

– Det är verkligen ett anmärkningsvärt resultat. De nya mätningarna innebär att det finns heta jupitrar runt omkring fem procent av stjärnorna i Messier 67 som har studerats. Det är betydligt mer än i liknande studier i stjärnor som inte ingår i hopar, där andelen är närmare en procent, berättar Anna Brucalassi.

Astronomerna tror att det är högst osannolikt att dessa exotiska jättar faktiskt bildades där vi nu ser dem, eftersom förhållandena nära värdstjärnan hade inte varit lämpliga för bildandet av Jupiterlika planeter. Man tror istället att de bildades längre ut, som Jupiter förmodligen gjorde, och rörde sig sedan närmare värdstjärnan. Vad som en gång var avlägsna, kalla, jätteplaneter är nu betydligt varmare. Frågan är bara: vad gör att de rör sig inåt mot stjärnan?

De finns flera möjliga svar på den frågan. Författarna fastslår att det är mest sannolikt att det är resultatet av närkontakt med närliggande stjärnor, eller kanske med planeterna omkring närliggande solsystem, och att den närmaste omgivningen omkring ett solsystem kan ha en betydande inverkan på hur de utvecklas.

I en hop som Messier 67, där stjärnorna är mycket närmare varandra än genomsnittet, skulle sådana möten vara mycket vanligare, vilket kan förklara det större antal av heta jupitrar som man hittat där.

Medförfattaren Luca Pasquini från ESO ser tillbaka på en oväntat snabb utveckling av studier av planeter i hopar.

– Inga heta jupitrar hade överhuvudtaget upptäckts i öppna hopar fram tills för några få år sen. Under tre år har det skiftats från en total avsaknad av sådana planeter – till ett överflöd, säger han.

Noter

[1] Några från det ursprungliga urvalet av 88 stjärnor visade sig vara dubbelstjärnor, eller av andra anledningar olämpliga för denna studie. Denna nya artikel fokuserar därav på ett mindre urval på 66 stjärnor.

[2] Fastän hopen Messier 67 fortfarande håller ihop, kan hopen som omringade solen under dess yngre år ha försvunnit för länge sedan, och lämnat solen att klara sig på egen hand.

[3] Man använde också spektra från High Resolution Spectrograph som sitter på Hobby-Eberly Telescope i Texas, USA, samt spektrografen SOPHIE vid Observatoire de Haute Provence i Frankrike.

[4] Den första exoplaneten som man fann omkring en sollik stjärna, 51 Pegasi b, var också en het Jupiter. Detta var då en överraskning, eftersom många astronomer antog att andra planetsystem skulle förmodligen vara som solsystemet och de mer massiva planeter skulle befinna sig längre bort från värdstjärnan.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en forskningsartikel med titeln “Search for giant planets in M67 III: excess of Hot Jupiters in dense open clusters” av A. Brucalassi m. fl. Och publiceras i tidsskriften Astronomy & Astrophysics.

Forskarlaget består av A. Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland; University Observatory Munich, Tyskland), L. Pasquini (ESO, Garching, Tyskland), R. Saglia (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland; University Observatory Munich, Tyskland), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Meudon, Frankrike), I. Leão (ESO, Garching, Tyskland; Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasilien), B.L. Canto Martins (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasilien), J.R. de Medeiros (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasilien), L. R. Bedin (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italien) , K. Biazzo (INAF-Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Italien), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Sauverny, Schweiz) och S. Randich (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italien).

Länkar

• Forskningsartikeln

• Pressmeddelanden med tidigare resultat från Messier 67

• Bilder på HARPS

• Bilder på La Silla

Kontakter

Anna Brucalassi
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3022
E-post: abrucala@mpe.mpg.de

Luca Pasquini
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6792
E-post: lpasquin@eso.org

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

Hannelore Hämmerle
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30 000 3980
E-post: hhaemmerle@mpa-garching.mpg.de

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media