Lehdistötiedote

Kevein tähän mennessä kuvattu eksoplaneetta?

3. kesäkuuta 2013

ESO:n VLT-teleskooppia käyttävä tähtitieteilijäryhmä on ottanut kuvia himmeästä kohteesta, joka liikkuu lähellä kirkasta tähteä. Arvioidulla noin neljän tai viiden Jupiterin suuruisella massallaan se olisi kevein planeetta, joka on suoraan havaittu aurinkokunnan ulkopuolella. Löytö on tärkeä panos ymmärryksellemme planeettajärjestelmien muodostumisesta ja kehittymisestä.

Vaikka lähes tuhat eksoplaneettaa on havaittu epäsuorasti — useimmat käyttäen radiaalinopeus- tai ylikulkumenetelmää [1] — ja monet muut ehdokkaat odottavat vahvistamista, vain tusina eksoplaneettaa on havaittu suoraan. Yhdeksän vuotta sen jälkeen, kun ESO:n VLT-teleskooppi taltioi ensimmäisen kuvan eksoplaneetasta, ruskean kääpiön 2M1207 planetaarisesta kumppanista (eso0428), sama tutkimusryhmä on saanut kameraansa luultavasti tähän mennessä keveimmän näistä kohteista [2][3].

"Planeettojen suora kuvaaminen on äärimmäisen haastava tekniikka, joka vaatii kaikkein kehittyneimpiä havaintolaitteita, olivat ne sitten maan päällä tai avaruudessa," sanoo Julien Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble, Ranska), löydön julkistavan tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja. "Vain harvoja planeettoja on havaittu suoraan tähän mennessä, mikä tekee jokaisesta löydöstä tärkeän virstanpylvään tiellä ymmärryksellemme jättiläisplaneetoista ja siitä kuinka ne muodostuvat."

Uusissa havainnoissa todennäköinen planeetta näyttää himmeältä, mutta selkeältä pisteeltä lähellä tähteä HD 95086. Myöhempi havainto osoitti myös, että se liikkuu hitaasti tähden mukana taivaalla. Tämä antaa ymmärtää, että kohde, jolle on annettu nimi HD 95086 b, on tähteä kiertävällä radalla. Sen kirkkaus osoittaa myös siihen, että sillä on ennustettu massa, joka on vain neljä tai viisi kertaa Jupiterin suuruinen.

Tutkimursyhmä käytti NACO:a, adaptiivisen optiikan havaintolaitetta, joka on kiinnitetty yhteen ESO:n VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) 8.2-metrisistä yksikköteleskoopeista. Tämä havaintolaite mahdollistaa tähtitieteilijöiden poistaa suurin osa ilmakehän sumentavista vaikutuksista ja saada hyvin teräviä kuvia. Havainnot tehtiin käyttäen infrapunavaloa ja differentiaalikuvantamiseksi kutsuttua tekniikkaa, joka parantaa planeetan ja häikäisevän kirkkaan emotähden välistä kontrastia.

Hiljattain havaittu planeetta kiertää nuorta tähteä HD 95086 noin 56 kertaa kauempana kuin Maa kiertää Aurinkoa, kaksi kertaa kauempana kuin Neptunus Auringosta. Tähti itsessään on hieman massiivisempi kuin Aurinko ja sitä ympäröi jätekiekko. Nämä ominaisuudet mahdollistivat tähtitieteilijöiden tunnistaa se ihanteelliseksi ehdokkaaksi, jolla saattaisi olla nuoria, massiivisia planeettoja. Koko järjestelmä sijaitsee noin 300 valovuoden etäisyydellä meistä.

Tämän tähden nuoruus, noin 10 - 17 miljoonaa vuotta, johti tähtitieteilijät ajattelemaan, että tämä uusi planeetta muodostui todennäköisesti tähteä kiertävässä kaasu- ja tomupitoisessa kiekossa. "Sen tämänhetkinen sijainti herättää kysymyksiä sen muodostumisprosessista. Se joko kasvoi kokoamalla yhteen kiviä, jotka muodostivat kiinteän ytimen ja sitten hitaasti keräämällä kaasua ympäristöstään raskaaksi kaasukehäksi, tai alkoi muodostumalla kaasumöykystä, joka sai alkunsa kiekon painovoiman epävakaisuudesta," selittää Anne-Marie Lagrange, ryhmän toinen jäsen. "Vuorovaikutukset planeetan ja kiekon itsensä tai toisten planeettojen välillä ovat myös saattaneet siirtää planeetan pois sieltä, missä se syntyi."

Tutkimusryhmän toinen jäsen, Gaël Chauvin, päättää: "Tähtien kirkkaus antaa tähdelle HD 95086 b arvioidun pintalämpötilan, joka on noin 700 astetta Celsiusta. Tämä on riittävän viileä, jotta vesihöyry ja kenties metaani voivat esiintyä sen kaasukehässä. Se tulee olemaan hieno kohde tutkia VLT:n tulevalla SPHERE-havaintolaitteella. Se saattaa kenties myös paljastaa järjestelmässä sisempiä planeettoja, jos niitä on olemassa." [4]

Lisähuomiot

[1] Tähtitieteilijät ovat jo vahvistaneet lähes tuhannen muita tähtiä kuin Aurinkoa kiertävän planeetan olemassaolon. Lähes kaikki löydettiin käyttämällä epäsuoria menetelmiä, jotka pystyvät havaitsemaan planeettojen vaikutukset emotähtiinsä - planeettojen kulkiessa tähden editse niiden kirkkauteen aiheuttamat himmenemät (ylikulkumenetelmä) tai vaappumisen, joka aiheutuu kiertoradoillaan olevien planeettojen painovoiman tähteä kiskovasta voimasta (radiaalinopeusmenetelmä). Tähän mennessä vain tusina eksoplaneettaa on havaittu suoraan.

[2] Fomalhaut b saattaa olla pienempimassainen,mutta sen kirkkaus näyttää ympäröivästä tomusta heijastuneen valon saastuttamalta, mikä tekee sen massan täsmällisen määrittämisen epävarmaksi.

[3] Tämä tutkimusryhmä on havainnut myös eksoplaneettaa, joka kiertää tähteä Beta Pictoris (eso1024) kuten myös muita.

[4] SPHERE on toisen sukupolven adaptiivisen optiikan havaintolaite, joka asennetaan VLT-teleskoopille myöhemmin vuonna 2013.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Discovery of a probable 4-5 Jupiter-mass exoplanet to HD95086 by direct-imaging”, joka ilmestyy tutkimusjulkaisussa Astrophysical Journal Letters.

Tutkimusryhmään kuuluvat J. Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble, Ranska [IPAG]), G. Chauvin (IPAG), A.-M. Lagrange (IPAG), A. Boccaletti (Observatoire de Paris, Ranska; Pierre et Marie Curie Paris 6 -yliopisto ja Denis Diderot Paris 7 -yliopisto, Meudon, Ranska), S. P. Quanz (Tähtitieteen instituutti, ETH Zürich, Sveitsi), M. Bonnefoy (Max Planck Institute für Astronomy, Heidelberg, Saksa [MPIA]), J. H. Girard (ESO, Santiago, Chile), P. Delorme (IPAG), S. Desidera (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), H. Klahr (MPIA), C. Mordasini (MPIA), C. Dumas (ESO, Santiago, Chile), M. Bonavita (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), Tiffany Meshkat (Leidenin observatorio, Alankomaat), Vanessa Bailey (Univ. of Arizona, USA) ja Matthew Kenworthy (Leidenin observatorio, Alankomaat).

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 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista
• NACO:lla otettuja kuvia

Yhteystiedot

Julien Rameau
Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble
France
Puh.: +33 476 635 730
Sähköposti: julien.rameau@obs.ujf-grenoble.fr

Gaël Chauvin
Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble
France
Puh.: +33 476 635 886
Sähköposti: gael.chauvin@obs.ujf-grenoble.fr

Anne-Marie Lagrange
Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble
France Puh.: + 33 476 514 203
Sähköposti: anne-marie.lagrange@obs.ujf-grenoble.fr

Richard Hook
ESO, 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