Pressemeddelelse

HARPS opdager 50 nye exoplaneter

Den hidtil rigeste fangst af planeter indeholder 16 nye superjords-planeter

12. september 2011

Astronomer har i dag annonceret en rig fangst på mere end 50 nye exoplaneter. De nye planeter er fundet med ESO’s exoplanetjæger HARPS, som er førende på verdensplan. I samlingen er der 16 superjords-planeter, hvoraf den ene kredser ved kanten af sin stjernes beboelige zone. Ved at se på egenskaberne for alle de planeter HARPS indtil videre har fundet, har astronomerne fundet ud af, at omkring 40 % af de sollignende stjerner har mindst én planet tilknyttet, der er lettere end Saturn.

HARPS-spektrografen på 3,6 meter teleskopet på ESO’s La Silla-observatorium i Chile er den mest succesfulde planetjæger i verden [1]. HARPS-holdet, under ledelse af Michel Mayor (University of Geneva, Schweitz), har i dag annonceret opdagelsen af mere end 50 exoplaneter i kredsløb om nærtliggende stjerner, herunder 16 superjords-planeter [2]. Der er tale om den største samling af sådanne planeter, der til dato er blevet annonceret på én gang [3]. De nye opdagelser bliver præsenteret ved konferencen Extreme Solar Systems, hvor 350 exoplanet-eksperter mødes i Wyoming, USA.

”Høsten af opdagelser fra HARPS har overgået alle forventninger og indeholder en exceptionelt rig samling af superjords-planeter og neptunlignende planeter, der kredser om stjerner, som er meget lig vores egen stjerne, Solen. Og bedre endnu – de nye resultater viser, at det går stadig hurtigere med at gøre nye opdagelser,” siger Mayor.

I løbet af de otte år hvor HARPS har undersøgt stjerner som Solen med radialhastighedsteknikken, har instrumentet opdaget mere end 150 nye planeter. Omkring to-tredjedele af alle kendte exoplaneter, der er lettere end Neptun, [4] er blevet opdaget af HARPS. Disse exceptionelle resultater er frugten af flere hundrede nætter med HARPS-observationer [5].

Ved at arbejde med HARPS-observationer af 376 sollignende stjerner har astronomerne forbedret vurderingen af, hvor sandsynligt det er, at en stjerne som Solen er vært for lette planeter (i modsætning til gaskæmper). Astronomerne anslår, at omtrent 40 % af sådanne stjerner har mindst én planet, der er lettere end Saturn. Størstedelen af exoplaneter med samme masse som Neptun eller mindre ser ud til at befinde sig i systemer med flere planeter.

Med opgraderinger af både hardware og software undervejs, vil HARPS blive presset et niveau op i forhold til stabilitet og følsomhed for at søge efter stenplaneter, hvor der kan være liv. Ti nærtliggende, sollignende stjerner er blevet udvalgt til en ny undersøgelse. Disse stjerner har allerede været under observation af HARPS og er kendt for at være egnede til meget præcise radialhastighedsmålinger. Efter to års arbejde har holdet af astronomer opdaget fire nye planeter, som har en masse, der er mindre end fem gange Jordens.

”Disse planeter vil være blandt de bedste mål, når fremtidige rumteleskoper skal lede efter tegn på liv i planetens atmosfære ved at se efter kemiske fingeraftryk såsom tegn på ilt,” forklarer Francesco Pepe (Geneva Observatory, Schweitz), som er hovedforfatter på en af de seneste artikler.

En af de netop annoncerede planeter, HD 85512 b, vurderes at være kun 3,6 gange tungere end Jorden [6] og er placeret på kanten af den beboelige zone – et smalt område omkring en stjerne, hvor vand i flydende form kan være til stede, hvis forholdene er rigtige [7].

”Det er den letteste planet, der hidtil er bekræftet af radialhastighedsmetoden, som potentielt befinder sig i sin stjernes beboelige zone,” tilføjer Lisa Kaltenegger (Max Planck Insitute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland og Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Boston, USA), som er ekspert i exoplaneters beboelighed.

Den stigende præcision af de nye HARPS-undersøgelser giver nu mulighed for at opdage planeter, der har mindre end to gange Jordens masse. HARPS er nu så følsom, at den kan opdage radialhastighedsudsving på betydeligt mindre end fire kilometer i timen [8] – mindre end ganghastighed.

”Opdagelsen af HD 85512 b er langt fra grænsen af HARPS’ formåen og demonstrerer mulighederne for at opdage andre superjords-planeter i den beboelige zone omkring sollignende stjerner,” tilføjer Mayor.

Resultaterne øger astronomernes tiltro til, at de er tæt på at opdage andre små, beboelige stenplaneter omkring sollignende stjerner. Nye instrumenter skal efter planen styrke denne eftersøgning. Blandt de nye instrumenter er en kopi af HARPS, som skal installeres på Telescopio Nazionale Galileo på de Kanariske Øer, der skal overvåge den nordlige himmel. Hertil kommer ny og mere ydedygtig planetjæger kaldet ESPRESSO, som skal installeres på ESO’s Very Large Telescope i 2016 [9]. Længere ude i fremtiden vil også CODEX-instrumentet på European Extremely Large Telescope (E-ELT) presse denne teknik op på et højere niveau.

”I de næste ti til tyve år burde vi have den første liste over potentielt beboelige planeter i Solens nabolag. Det er helt afgørende at få lavet sådan en liste, for at fremtidige eksperimenter kan lede efter mulige spektroskospiske tegn på liv i exoplaneternes atmosfærer,” siger Michel Mayor afslutningsvis.

Noter

[1] HARPS måler en stjernes radialhastighed med meget høj præcision. En planet i kredsløb om en stjerne får stjernen til regelmæssigt at bevæge sig frem og tilbage set af en observatør på Jorden. På grund af Dopplereffekten skaber disse ændringer i radialhastigheden en forskydning i stjernens spektrum mod længere bølgelængder, når  den bevæger sig væk (rødforskydning) og blåforskydning (kortere bølgelængder), når den nærmer sig. Denne lille ændring i stjernens spektrum kan måles med højpræcisionsspektrografer som HARPS og bruges til at udlede tilstedeværelsen af en planet.

[2] Planeter, som er mellem en og ti gange tungere end Jorden, kaldes superjords-planeter. Den slags planeter findes ikke i Solsystemet, men lader til at være ganske almindelige omkring andre stjerner. Opdagelser af superjords-planeter i den beboelige zone omkring deres stjerner er meget interessante fordi de – hvis planeten er en stenplanet og har flydende vand, som Jorden – potentielt kan være hjemsted for liv.

[3] På nuværende tidspunkt er antallet af bekræftede exoplaneter tæt på 600. Ud over exoplaneter, der er afsløret ved hjælp af radialhastighedsteknikken, er mere end 1200 exoplanetkandidater blevet fundet af NASA’s Kepler-mission ved hjælp af en anden metode: Her søges efter et svagt fald i en stjernes lysstyrke, når en planet passerer foran stjernen og blokerer for noget af stjernens lys. Størstedelen af de planeter, der er fundet ved hjælp af passager befinder sig meget langt væk fra os. Derimod kredser de planeter, som HARPS har fundet, omkring stjerner, der er tæt på Solen. Det gør dem til bedre mål for mange slags opfølgnings-observationer.

[4] Neptun er omtrent 17 gange tungere end Jorden.

[5] Dette store observationsprogram ledes af Stéphane Udry (Geneva Observatory, Schweitz).

[6] Når radialhastighedsmetoden benyttes, kan astronomer kun bestemme den nedre grænse for, hvor tung en planet er, fordi massen også afhængeraf hældningen af planetens bane i forhold til synsliniens retning, og den er ukendt. Ud fra et statistisk synspunkt er den nedre grænse for massen dog ofte tæt på planetens rigtige masse.

[7] Indtil videre har HARPS fundet to superjords-planeter, der kan befinde sig i den beboelige zone. Den første, Gliese 581 d, blev opdaget i 2007 (eso0722). HARPS er også for nylig blevet brugt til at vise, at den anden superjords-kandidat i den beboelige zone omkring stjernen Gliese 581 (Gliese 581 g) ikke eksisterer.

[8] Med et stort antal målinger er sporingsfølsomheden af HARPS’ opdagelser tæt på 100 % for superjords-planeter, der er ti gange tungere end Jorden og som har omløbstider på op til et år. Selv, når det drejer sig om planeter, der er tre gange tungere end Jorden med en omløbstid på et år, er sandsynligheden for at få øje på dem tæt på 20 %.

[9] ESPRESSO, Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations, skal installeres på ESO’s Very Large Telescope. Instrumentet er netop nu i den indledende designfase og skal efter planen være klar til brug i 2016. ESPRESSO vil kunne lave radialhastighedsmålinger på med en præcision på 0,35 kilometer i timen eller endda mindre endnu. Til sammenligning forårsager Jorden en radialhastighed på 0,32 kilometer i timen i på Solen. Denne opløsning skulle gøre det muligt for ESPRESSO at opdage planeter med samme masse som Jorden i den beboelige zone omkring lette stjerner.

Mere information

Resultaterne bliver offentliggjort den 12. september 2011 på konferencen Extreme Solar Systems, der bliver afholdt i Grand Teton National Park i Wyoming, USA.

En sammenfatning bliver præsenteret i denne artikel (under udarbejdelse): “The HARPS search for southern extra-solar planets, XXXIV — Occurrence, mass distribution and orbital properties of super-Earths and Neptune-type planets”, der udkommer i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Holdet består af M. Mayor (Observatoire de Genève [OAUG], Schweitz), M. Marmier (OAUG), C. Lovis (OAUG), S. Udry (OAUG), D. Ségransan (OAUG), F. Pepe (OAUG), W. Benz (Physikalisches Institut Universität Bern, Schweitz), J. L. Bertaux (Service d’Aéronomie, Paris, Frankrig), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Université Pierre & Marie Curie, Frankrig and Observatoire de Haute-Provence/CNRS, Frankrig), X. Dumusque (OAUG), G. LoCurto (ESO, Tyskland), C. Mordasini (Max Planck Institute for Astronomy, Tyskland), D. Queloz (OAUG), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal and Departamento de Física de Astronomia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Portugal), D. Queloz (OAUG).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Den videnskabelige artikel i Astronomy & Astrophysics:
  • “The HARPS search for Earth-like planets in the habitable zone, I — Very low-mass planets around HD20794, HD85512, HD192310” (Pepe et al., 2011)
  • "The HARPS search for southern extra-solar planets XXXIV. Occurrence, mass distribution and orbital properties of super-Earths and Neptune-mass planets" (Mayor et al., 2011)
• Læs mere om HARPS
• Læs mere om ESPRESSO
• Læs mere om stjernen Gliese 581
• Billeder af La Silla-observatoriet

Kontakter

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

Francesco Pepe
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Tel: +41 223 792 396
Mobil: +41 79 302 47 40
E-mail: francesco.pepe@unige.ch

Lisa Kaltenegger
Research Group Leader, Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
E-mail: kaltenegger@mpia.de

Richard Hook
La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1134 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.