Pressemeddelelse

Masser af planeter

- Planeter omkring stjerner er reglen snarere end undtagelsen

11. januar 2012

Et internationalt hold med tre astronomer fra det Europæiske Syd Observatorium (ESO) har brugt teknikken baseret på gravitationel mikrolinse-effekt til at finde ud af, hvor almindelige planeter er i Mælkevejen. Efter en seks år lang jagt, hvor de har undersøgt millioner af stjerner, konkluderer holdet, at planeter omkring stjerner er mere reglen end undtagelsen. Resultaterne offentliggøres i tidsskriftet Nature den 12. januar 2012.

I løbet af de seneste 16 år har astronomer opdaget mere end 700 bekræftede exoplaneter [1] og er begyndt at undersøge disse kloders spektre (eso1002) og atmosfærer (eso1047). Selvom undersøgelser af de enkelte exoplaneters egenskaber unægtelig er værdifulde, presser et mere grundlæggende spørgsmål sig stadig på: Hvor almindelige er planeter i Mælkevejen?

De fleste exoplaneter, vi kender i dag, er fundet enten ved at registrere planetens tyngdepåvirkning af sin stjerne, eller ved at fange planeten, mens den passerer ind foran sin stjerne, og dermed dæmper lyset en smule. Begge teknikker er bedst til at finde planeter, der enten er tunge eller kredser tæt på deres stjerne eller begge dele. Mange andre planeter bliver overset.

Et internationalt hold af astronomer har søgt efter exoplaneter ved hjælp af en helt anden metode, der udnytter den såkaldte gravitationelle mikrolinse-effekt. Denne metode kan finde planeter over et bredt interval af forskellige masser og planeter, der ligger meget længere væk fra deres stjerner.

Arnaud Cassan (Institut d’Astrophysique de Paris), der er hovedforfatter på Nature-artiklen, forklarer: ”Vi har ledt efter exoplaneter i seks års mikrolinse-data. Det er bemærkelsesværdigt, at disse data viser, at planeter er mere almindelige i vores galakse end stjerner. Vi har også fundet frem til, at lettere planeter, som super-jords-planeter eller kølige neptunagtige planeter, må være mere almindelige end tungere planeter. ”

Astronomerne anvendte observationer leveret af PLANET- [2] og OGLE-grupperne [3], hvor exoplaneter opdages ved, at tyngdefeltet af eventuelle planeter og deres værtsstjerner  virker som en linse, der forstærker lyset fra en bagvedliggende stjerne. Hvis stjernen, der optræder som en linse, har en planet i kredsløb omkring sig, kan planeten give et målbart bidrag til lysstyrke-forøgelsen af den bagvedliggende stjerne.  

Jean-Philippe Beaulieu (Institut d’Astrophysique de Paris), leder af PLANET-samarbejdet tilføjer: “PLANET-samarbejdet blev etableret for at følge op på lovende mikrolinse-begivenheder med et verdensomspændende netværk af teleskoper placeret på den sydlige halvkugle, fra Australien og Sydafrika til Chile. ESO-teleskoper har ydet et stort bidrag til disse undersøgelser.”

Mikrolinse-effekten er et meget effektivt værktøj, der kan afsløre exoplaneter, som ikke ville kunne findes på nogen anden måde. Men for at en mikrolinse-begivenhed overhovedet kan ses, skal en baggrunds- og en linsestjerne stå på præcis på linie set her fra Jorden – og det sker meget sjældent. Og for at opdage en planet under en sådan begivenhed, skal planetens bane også være med på linien.

Selvom det således er langt fra en nem opgave at finde en planet ved hjælp af mikrolinse-effekten, er det ikke desto mindre lykkedes at finde tre exoplaneter i de seks års mikrolinse-data fra PLANET og OGLE, der er blevet brugt i denne analyse: en super-jord [4] og planeter med masser, der svarer til Neptuns og Jupiters. Set ud fra standarden for mikrolinie-observationer er dette en imponerende fangst. Fundet af tre planeter betyder, at astronomerne enten har været utrolig heldige og har fået jackpot trods store odds imod dem, eller at planeter findes i så rigelige mængder i Mælkevejen, at det var næsten uundgåeligt [5].

Astronomerne kombinerede derefter oplysninger om de tre positive exoplanet-opdagelser med syv ekstra opdagelser fra tidligere arbejde, samt det store antal af ikke-opdagelser i data over de seks år – ikke-opdagelser er lige så vigtige for den statistiske analyse, og de er langt mere talrige. Konklusionen var at én ud af seks af de undersøgte stjerner har en planet med en masse som Jupiters, halvdelen har planeter med masser som Neptuns og to tredjedele har super-jords-planeter. Undersøgelsen var følsom overfor planeter, der ligger mellem 75 millioner og 1,5 milliarder kilometer fra deres stjerner (i Solsystemet omfatter dette område alle planeterne fra Venus til Saturn), og med masser fra fem gange Jordens og op til ti gange Jupiters.

Ved at kombinere resultaterne antydes det stærkt, at det gennemsnitlige antal planter omkring en stjerne, er større end én. Planeter er reglen snarere end undtagelsen.

”Tidligere troede vi, at Jorden kunne være unik i vores galakse. Men nu ser det ud til, at der bogstavelig talt er milliarder af planeter med en masse som svarer til Jordens, der kredser om stjerner i Mælkevejen”, slutter Daniel Kubas, medforfatter på artiklen.

Noter

[1] Kepler-missionen opdager et stort antal “exoplanet-kandidater”, som ikke er medtaget I dette antal.

[2] Probing Lensing Anomalies NETwork. Mere end halvdelen af de data, der er anvendt i dette studie er fra PLANET-undersøgelerne og kommer fra det danske 1,54 meter teleskop på ESO’s La Silla-observatorium.

[3] Optical Gravitational Lensing Experiment.

[4] En super-jord er mellem to og ti gange tungere end Jorden. Indtil videre er i alt 12 mikrolinse-planeter blevet offentliggjort, ved hjælp af forskellige observationsstrategier.

[5] Astronomerne undersøgte millioner af stjerner på udkig efter mikrolinse-begivenheder. Kun 3247 begivenheder blev set i perioden 2002-2007, da den nødvendige situation, hvor stjernerne står nøjagtigt på linie er meget usandsynlig. Statistiske resultater blev udledt af opdagelser og ikke-opdagelser på et repræsentativt udvalg på 440 lyskurver. 

Mere information

Denne forskning præsenteres i en artikel, “One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations”, af A. Cassan et al., der udkommer den 12. januar i tidsskriftet Nature. Holdet består af A. Cassan (Institut dʼAstrophysique de Paris, Frankrig [IAP]; ESO), D. Kubas (IAP), J.-P. Beaulieu (IAP), M. Dominik (University of St Andrews, Storbritannien), K. Horne (University of St Andrews), J. Greenhill (University of Tasmania, Australien), J. Wambsganss (Heidelberg University, Tyskland), J. Menzies (South African Astronomical Observatory), A. Williams (Perth Observatory, Australien), U. G. Jørgensen (Niels Bohr Institute, København, Danmark), A. Udalski (Warsaw University Observatory, Polen), M. D. Albrow (University of Canterbury, New Zealand), D. P. Bennett (University of Notre Dame, Notre Dame, USA), V. Batista (IAP), S. Brillant (ESO), J. A. R. Caldwell (McDonald Observatory, Fort Davis, USA), A. Cole (University of Tasmania), Ch. Coutures (IAP), K. Cook (Lawrence Livermore National Laboratory, USA), S. Dieters (University of Tasmania), D. Dominis Prester (University of Rijeka, Kroatien), J. Donatowicz (Technical University of Vienna, Østrig), P. Fouqué (Université de Toulouse, Frankrig), K. Hill (University of Tasmania), N. Kains (ESO), S. Kane (NASA Exoplanet Science Institute, Caltech, USA),  J.-B. Marquette (IAP), K. R. Pollard (University of Canterbury, New Zealand), K. C. Sahu (STScI, Baltimore, USA), C. Vinter (Niels Bohr Institute), D. Warren (University of Tasmania), B. Watson (University of Tasmania), M. Zub (Heidelberg University), T. Sumi (Nagoya University, Japan), M. K. Szymański (Warsaw University Observatory), M. Kubiak (Warsaw University Observatory), R. Poleski (Warsaw University Observatory), I. Soszynski (Warsaw University Observatory), K. Ulaczyk (Warsaw University Observatory), G. Pietrzyński (Warsaw University Observatory) og Ł. Wyrzykowski (Warsaw University Observatory).

I år 2012 er der 50-års jubilæum for grundlæggelsen af det Europæiske Syd Observatorium (ESO). ESO 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 Nature
• Press release at STScI, Baltimore

Kontakter

Arnaud Cassan
Institut d'Astrophysique de Paris
Université Pierre et Marie Curie, Paris, France
Tel: +33 1 44 32 80 00
E-mail: cassan@iap.fr

Daniel Kubas
c/o European Southern Observatory
E-mail: dkubas@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
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 eso1204 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.