Lehdistötiedote

Miljardeittain kiviplaneettoja Linnunradan punaisia kääpiötähtiä ympäröivillä asuttavilla vyöhykkeillä

28. maaliskuuta 2012

ESO:n HARPS-planeettahakijan uusi tulos osoittaa, että vain vähän Maata suuremmat kiviplaneetat ovat hyvin yleisiä himmeitä punaisia tähtiä ympäröivillä asuttavilla vyöhykkeillä. Kansainvälinen tutkijaryhmä arvioi, että pelkästään Linnunradassa on kymmeniä miljardeja tällaisia planeettoja ja Auringon läheisessä naapurustossakin mahdollisesti sata. Tämä on ensimmäinen suora mittaus punaisia kääpiötähtiä kiertävien supermaapallojen esiintymistiheydestä. Linnunradan tähdistä noin 80% on punaisia kääpiöitä.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on juuri julkaissut tämän ensimmäisen suoran arvion punaisia kääpiötähtiä kiertävistä kevyistä planeetoista käyttäen Chilessä, La Sillan observatoriolla sijaitsevan 3.6-metrin teleskoopin HARPS-spektrograafin [1] havaintoja. Hiljattain julkaistu tulos (eso1204) osoitti, että planeetat ovat läsnä kaikkialla galaksissamme. Se käytti erilaista menetelmää, joka ei ole herkkä havaitsemaan tämän tärkeän luokan eksoplaneettoja.

HARPS-tutkimusryhmä on etsinyt eksoplaneettoja Linnunradan tyypillisimpien tähtien eli myös M-kääpiöinä [2] tunnettujen punaisten kääpiöiden ympärillä. Nämä tähdet ovat himmeitä ja viileitä Aurinkoon verrattuna, mutta hyvin yleisiä ja ne elävät pitkään. Kaikista Linnunradan tähdistä noin 80% on punaisia kääpiöitä.

“Uudet HARPS:illa tehdyt havaintomme tarkoittavat, että noin 40 prosenttia kaikista punaisista kääpiötähdistä kiertää supermaapallo asuttavalla vyöhykkeellä, jolla voi esiintyä nestemäistä vettä planeetan pinnalla,” kertoo Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble, Ranska), tutkimusryhmän johtaja. “Koska punaiset kääpiöt ovat niin yleisiä - niitä on Linnunradassanoin 160 miljardia - päädymme hämmästyttävään tulokseen, että pelkästään omassa galaksissamme on kymmeniä miljardeja tällaisia planeettoja.”

HARPS-ryhmä kartoitti eteläiseltä taivaalta huolellisesti valitun 102 punaisen kääpiötähden otoksen kuuden vuoden aikana. Kaikkiaan yhdeksän supermaapalloa (planeettaa, jonka massa on yhden ja kymmenen Maan massan välillä) löytyi, mukaanlukien kaksi tähtien Gliese 581 (eso0915) ja Gliese 667 C asuttavilla vyöhykkeillä. Tähtitieteilijät pystyivät arvioimaan kuinka massiivisia planeetat ovat ja kuinka kaukana tähdestään ne kiertävät.

Yhdistämällä kaikki havaintoaineisto, mukaanlukien havainnot tähdistä, joilla ei ole planeettoja, ja katsomalla löydettyjen planeettojen osuutta ryhmä saattoi selvittää kuinka yleisiä erilaiset planeetat ovat punaisten kääpiöiden ympärillä. He huomasivat, että supermaapallojen esiintymistiheys [3] asuttavalla vyöhykkeellä on 41%, rajojen 28% ja 95% välillä.

Toisaalta aurinkokuntamme Jupiterin ja Saturnuksen kaltaiset massiivisemmat planeetat ovat harvinaisia punaisten kääpiöiden ympärillä. Alle 12%:lla punaisista kääpiöistä odotetaan olevan jättiläisplaneettoja (joiden massa on 100 ja 1000 Maan massan välillä).

Koska Auringon läheisyydessä on useita punaisia kääpiötähtiä, uusi arvio tarkoittaa sitä, että alle 30 valovuoden etäisyydellä olevien Auringon naapuruston tähtien asuttavilla vyöhykkeillä on noin sata supermaapalloa [4].

"Punaisen kääpiön asuttava vyöhyke, jolla lämpötila on sopiva nestemäisen veden esiintymiselle planeetan pinnalla, on paljon lähempänä tähteä kuin Maapallo on Aurinkoa," sanoo Stéphane Udry (Geneven observatorio; ryhmän jäsen). "Mutta punaisillä kääpiöillä tiedetään esiintyviä kaasupurkauksia eli flareja, jotka saattavat aiheuttaa planeetan kylpemisen röntgen- tai ultraviolettisäteilyssä ja siten tehdä elämän niillä epätodennäköisemmäksi."

Yksi HARPS-kartoituksen löytämistä planeetoista on Gliese 667 Cc [5]. Se on toinen tästä kolmoistähtijärjestelmästä löytynyt planeetta (katso tiedotteesta eso0939 lisätietoja ensimmäisestä) ja näyttää sijaitsevan lähellä asuttavan vyöhykkeen keskikohtaa. Vaikka tämä planeetta on yli neljä kertaa massiivisempi kuin Maapallo, se on lähin toistaiseksi löytynyt Maapallon kaksonen ja lähes varmasti sillä on sopivat olosuhteen nestemäisen veden esiintymiselle sen pinnalla. Tämä on toinen HARPS-kartoituksen löytämä punaisen tähden asuttavalla vyöhykkeellä sijaitseva supermaapallo sen jälkeen, kun Gliese 582d julkaistiin vuonna 2007 ja vahvistettiin vuonna 2009.

“Nyt kun tiedämme, että läheisten punaisten tähtien ympärillä on lukuisia supermaapalloja, tulee meidän tunnistaa niitä lisää käyttäen HARPS:ia ja tulevia havaintolaitteita. Joidenkin näistä planeetoista odotetaan kulkevan isäntätähtensä yli sitä kiertäessään. Tämä antaa kiehtovan mahdollisuuden tutkia planeetan kaasukehää ja etsiä elämän merkkejä,” päättää Xavier Delfosse, myös ryhmän jäsen (eso1210).

Lisähuomiot

[1] HARPS mittaa tähden radiaalinopeuden tavattoman suurella tarkkuudella. Tähteä kiertävä planeetta aiheuttaa tähden säännönmukaisesti vaihtelevan liikkeen kohti ja poispäin Maapallolla olevaan, etäiseen havaitsijaan nähden. Dopplerin ilmiön johdosta tämä radiaalinopeuden muutos aiheuttaa siirroksen tähden spektrissä kohti pitkiä aallonpituuksia sen etääntyessä (tätä kutsutaan punasiirtymäksi) ja sinisiirtymän (kohti lyhyempiä aallonpituuksia) sen lähestyessä. Tämä vähäinen siirtymä tähden spektrissä voidaan mitata käyttäen HARPSin kaltaista korkean tarkkuuden spektrograafia ja siitä voidaan päätellä planeetan läsnäolo tähtijärjestelmässä.

[2] Näitä tähtiä kutsutaan M-tähdiksi, koska niiden spektriluokka on M. Se on viilein seitsemästä laskevan lämpötilan ja spektrin piirteiden mukaan määritellyn yksinkertaisen tähtiluokituksen luokasta.

[3] Massaltaan yhden ja kymmenen Maapallon massan välissä olevia planeettoja kutsutaan supermaapalloiksi. Sellaisia planeettoja ei ole omassa aurinkokunnassamme, mutta ne vaikuttaisivat olevan hyvin yleisiä muiden tähtien ympärillä. Sellaisten planeettojen havainnot tähtiensä asuttavilla vyöhykkeillä ovat hyvin kiinnostavia, sillä planeettojen ollessa kivikuorisia ja jos niillä esiintyy vettä, ne saattavat ylläpitää elämää.

[4] Tähtitieteilijät käyttävät kymmentä parsekia "läheisen" määritelmänä. Tämä vastaa noin 32.6 valovuotta.

[5] Nimi tarkoittaa, että planeetta on löytämisjärjestyksessään toinen (c), joka kiertää tätä Gliese 667:ksi kutsuttua kolmoistähtijärjestelmän komponenttia (C). Kirkkaat tähtiseuralaiset Gliese 667 A ja B olisivat näyttäviä Gliese 667 Cc:n taivaalla. Gliese 667 Cc:n löytämisen julkaisivat itsenäisesti Guillem Anglada-Escude ja kumppanit helmikuussa 2012, noin kaksi kuukautta sen jälkeen, kun Bonfilsin ja kumppanien artikkelin sähköinen esikatseluversio julkistettiin. Tämä Anglada-Escuden ja kumppanien vahvistus planeettojen Gliese 667 Cb ja Cc löytymiselle perustui laajalti eurooppalaisen tutkimusryhmän HARPS-havaintoihin ja käsiteltyyn aineistoon, jotka avattiin ESO:n arkistoista julkisiksi.

Lisätietoa

Tämä tutkimus julkaistiin tieteellisessä artikkelissa, joka ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics. Artikkelin “The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample” kirjoitti Bonfils kumppaneineen.

Tutkimusryhmään kuuluvat X. Bonfils (UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Ranska [IPAG]; Geneva Observatory, Sveitsi), X. Delfosse (IPAG), S. Udry (Geneva Observatory), T. Forveille (IPAG), M. Mayor (Geneva Observatory), C. Perrier (IPAG), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, Ranska; Observatoire de Haute-Provence, Ranska), M. Gillon (Université de Liège, Belgia; Geneva Observatory), C. Lovis (Geneva Observatory), F. Pepe (Geneva Observatory), D. Queloz (Geneva Observatory), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugali), D. Ségransan (Geneva Observatory), J.-L. Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Verrières-le-Buisson, Ranska), ja Vasco Neves (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugali ja UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Ranska [IPAG]).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) viettää vuonna 2012 perustamisensa 50-vuotisjuhlaa. ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 40-metrin kokoluokan optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tieteelliset artikkelit: Bonfils et al. ja Delfosse et al.
• Valokuvia ESO:n 3.6-metrin teleskoopista La Sillan observatoriolla

Yhteystiedot

Xavier Bonfils
Université Joseph Fourier - Grenoble 1/Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble
Grenoble, France
Puh.: +33 47 65 14 215
Sähköposti: xavier.bonfils@obs.ujf-grenoble.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media