Lehdistötiedote

Ensimmäinen tähtijoukossa olevaa auringon kaksosta kiertävä planeetta löydetty

Kuusivuotinen HARPS-tutkimus löysi kolme uutta planeettaa Messier 67:stä

15. tammikuuta 2014

Tähtitieteilijät ovat käyttäneet planeettojen etsimiseen erikoistunutta ESOn HARPS-havaintolaitetta Chilessä sekä muita teleskooppeja ympäri maailmaa löytääkseen kolme planeettaa, jotka kiertävät tähtiä tähtijoukossa Messier 67. Vaikka aurinkokunnan ulkopuolelta on vahvistettu yli tuhat planeettaa vain kourallinen on löydetty tähtijoukoista. On huomattavaa, että yksi näistä uusista eksoplaneetoista kiertää tähteä, joka on harvinainen auringon kaksonen — tähti, joka on lähes identtinen Auringon kanssa kaikin tavoin.

Aurinkokunnan ulkopuolisia tähtiä kiertävien planeettojen tiedetään nyt olevan hyvin yleisiä. Näiden eksoplaneettojen on havaittu kiertävän hyvin eri-ikäisiä ja erilaisten kemiallisten koostumusten tähtiä, jotka sijaitsevat eri puolilla taivasta. Tähän mennessä hyvin harvoja planeettoja on kuitenkin löydetty tähtijoukkojen sisältä [1]. Tämä on erityisen omituista, sillä tiedetään useimpien tähtien syntyvän tällaisissa joukoissa. Tähtitieteilijät ovat ihmetelleet olisiko tähtijoukkojen planeettojen muodostuksessa jotakin erilaista, joka selittäisi tämän oudon harvalukuisuuden.

Anna Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa), tämän uuden tutkimuksen pääkirjoittaja, ja hänen tutkimusryhmänsä halusivat tietää lisää. "Tähtijoukossa Messier 67 kaikki tähdet ovat jokseenkin samanikäisiä kuin Aurinko ja niillä on sitä vastaava kemiallinen koostumus. Tämä tekee siitä täydellisen laboratorion tutkia kuinka planeetat muodostuvat sellaisessa ahtaassa ympäristössä ja muodostuvatko ne enimmäkseen massivisempien vai kevyempien tähtien ympärille."

Tutkimusryhmä käytti ESOn La Sillan observatoriolla sijaitsevan 3.6 metrin teleskoopin HARPS-planeettaetsintä. Näitä tuloksia täydennettiin havainnoilla useilta muilta observatoriolta ympäri maailman [2]. He tarkkailivat huolellisesti 88 valikoitua tähteä Messier 67:ssä [3] kuuden vuoden ajan nähdäkseen pienenpieniä paljastavia tähtien liikkeitä kohti Maata ja siitä pois päin. Tällaiset liikkeet paljastavat tähtiä kiertävien planeettojen olemassaolon.

Tämä tähtijoukko sijaitsee noin 2500 valovuoden etäisyydellä Ravun tähdistössä (Cancer) ja käsittää noin 500 tähteä. Useat joukon tähdistä ovat himmeämpiä kuin eksoplaneettatutkimuksissa yleensä käytetyt ja mahdollisten planeettojen heikkojen signaalien havaitseminen vei HARPSin kyvyt äärirajoilleen.

Kolme planeettaa löydettiin: kaksi kiertämässä Auringon kaltaista tähteä ja yksi kiertämässä paljon massiivisempaa ja vanhempaa punaista jättiläistähteä. Kummallakin ensinmainituista planeetoista on massaa noin kolmannes Jupiterista ja ne kiertävät emotähtensä toinen seitsemässä ja toinen viidessä vuorokaudessa. Kolmannelta planeetalta kestää 122 vuorokautta kiertää tähtensä ja se on Jupiteria massiivisempi [4].

Näistä planeetoista ensimmäinen osoittautui kiertävän huomionarvoista tähteä. Kyseessä on yksi parhaiten vastaavista auringon kaksosista, joka on havaittu tähän mennessä ja se on lähes identtinen Auringon kanssa (eso1337) [5]. Se on ensimmäinen tähtijoukossa sijaitseva auringon kaksonen, jolta on löydetty planeetta.

Kaksi kolmesta planeetasta ovat "kuumia Jupitereita" — planeettoja, jotka vastaavat Jupiteria kooltaan, mutta ovat paljon lähempänä emotähteään ja siten ne ovat paljon kuumempia. Kaikki kolme ovat lähempänä emotähteään kuin asuttava vyöhyke, jolla saattaa esiintyä nestemäistä vettä.

"Nämä uudet tulokset osoittavat, että planeetat avoimissa tähtijoukoissa ovat jokseenkin yhtä yleisiä kuin yksittäisiä tähtiä kiertävät — mutta niitä ei ole helppo havaita," lisää Luca Pasquini (ESO, Garching, Saksa), uuden tutkimusjulkaisun kanssakirjoittaja [6]. "Uudet tulokset ovat ristiriidassa varhaisempien tulosten kanssa, jotka epäonnistuivat löytämään planeettoja tähtijoukoista, mutta käyvät yksiin muiden, tuoreempien havaintojen kanssa. Jatkamme tämän tähtijoukon havaitsemista selvittääksemme kuinka tähdet, joilla on planeettoja, eroavat massaltaan ja kemialliselta koostumukseltaan niistä, joilla ei ole planeettoja.

Lisähuomiot

[1] Tähtijoukkoja on kahta päätyyppiä. Avoimet joukot ovat tähtijoukkoja, jotka ovat hiljattain muodostuneet yhdessä yksittäisestä kaasu- ja tomupilvestä. Niitä löydetään enimmäkseen Linnunradan kaltaisten galaksien spiraalihaaroista. Toisaalta pallomaiset tähtijoukot ovat paljon suurempia pallomaisia kokoelmia paljon vanhempia tähtiä, jotka kiertävät galaksin keskustaa. Huolellisista tutkimuksista huolimatta pallomaisista tähtijoukoista ei ole löydetty ainoatakaan planeettaa ja avoimistakin tähtijoukoista vain alle kuusi. Eksoplaneettoja on löytynyt myös viimeisten kahden vuoden aikana joukoista NGC 6811 ja Messier 44 sekä hiljattain yksi on löytynyt kirkkaasta ja lähellä sijaitsevasta Hyadien joukosta.

[2] Tämä tutkimus käytti myös havaintoja Ranskassa sijaitsevan Observatoire de Haute-Provencen SOPHIE-havaintolaitteelta, ESOn La Sillan observatoriolla Chilessä sijaitsevalta sveitsiläiseltä 1.2 metrin Leonhard Euler -teleskoopilta ja Texasissa, Yhdysvalloissa sijatsevalta Hobby Eberly -teleskoopilta.

[3] Useimmat avoimet tähtijoukot hajoavat jokusten kymmenien miljoonien vuosien jälkeen. Suurempien tiheyksien joukot voivat kuitenkin pysyä kasassa paljon pitempään. Messier 67 on esimerkki tällaisesta pitkäikäisestä, vanhemmasta joukosta ja on yksi vanhimpia ja parhaiten tutkittuja tällaisia joukkoja Maapallon lähistöllä.

[4] Radiaalinopeusmenetelmää käyttäen havaittujen planeettojen massa-arviot ovat alaraja-arvioita: jos planeetan rata on paljon kallellaan sillä voisi olla suurempi massa ja se aiheuttaisi samat havaitut ilmiöt.

[5] Auringon kaksoset, Auringon vastineet ja Auringon kaltaiset tähdet ovat erilaisia luokkia tähtiä riippuen niiden samankaltaisuudesta Aurinkomme kanssa. Auringon kaksoset ovat samankaltaisimpia Aurinkomme kanssa, sillä niillä on hyvin samankaltainen massa, lämpötila ja kemiallinen koostumus. Auringon kaksoset ovat harvinaisia, mutta muut luokat, joissa samankaltaisuus ei ole niin tarkka, ovat paljon yleisempiä.

[6] Tämä kolmen planeetan löytymistiheys 88 tähden valikoimasta Messier 67:ssä on lähellä tähtien löytymistiheyttä tähdille, jotka eivät ole joukkojen jäseniä.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “Three planetary companions around M67 stars“, jonka kirjoittivat A. Brucalassi et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics.

Tutkimusryhmään kuuluvat A. Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa [MPE]; Sternwarte, München, Saksa), L. Pasquini (ESO, Garching, Saksa), R. Saglia (MPE; Sternwarte), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Ranska), L. R. Bedin (INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italia), K. Biazzo (INAF - Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Italia), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Sveitsi) ja S. Randich (INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia).

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: A&A letter
• Valokuvia ESOn 3.6 metrin teleskoopista

Yhteystiedot

Anna Brucalassi
Max Planck Institut for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Puh.: +49 89 30000 3022
Sähköposti: abrucala@mpe.mpg.de

Luca Pasquini
ESO
Garching, Germany
Puh.: +49 89 3200 6792
Sähköposti: lpasquin@eso.org

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