Lehdistötiedote

Kaksoistähtijärjestelmästä on löydetty planeettoja muodostava pelastusköysi

ALMA tutki Hesekielin tarinan kaltaista tomun ja kaasun muodostamaa "pyörää pyörässä"

29. lokakuuta 2014

Tutkijat ovat ALMA:a käyttäen havainneet ensimmäistä kertaa massiivisesta ulommasta kiekosta kaksoistähden sisäosia kohti virtaavan tomu- ja kaasuserpentiinin. Tämä ennennäkemätön piirre saattaa olla vastuussa toisen, pienemmän, planeettoja muodostavasta materiasta koostuvan kiekon ylläpitämisestä. Muutoin materia olisi kadonnut kauan sitten. Puolet Auringon kaltaisita tähdistä syntyy kaksoistähtijärjestelmissä, mikä tarkoittaa sitä, että näillä löydöksillä on merkittäviä seuraamuksia eksoplaneettojen etsinnässä. Tutkimustulokset julkaistaan tiedejulkaisu Naturessa 30. lokakuuta 2014.

Ranskalaisen Bordeauxin astrofysiikan laboratorion ja CNRS:n tutkija Anne Dutreyn johtama tutkimusryhmä käytti ALMA-teleskooppia (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) havaitakseen tomun ja kaasun jakaumaa monen tähden järjestelmässä, jota kutsutaan nimellä GG Tau-A [1]. Tämä kohde on vain muutaman miljoonan vuodfen ikäinen ja sijaitsee noin 450 valovuoden etäisyydellä Maapallosta Härän tähdistössä (Taurus).

Kuten pyörä pyörässä, on GG Tau-A:ssa suuri, koko järjestelmää ympäröivä ulompi kiekko ja sisempi kiekko keskustähden ympärillä. Tämän toisen, sisemmän kiekon massa on suunnilleen samansuuruinen kuin Jupiterin massa. Sen olemassaolo on ollut tähtitieteilijöitä kiinnostava arvoitus, sillä se menettää materiaa keskustähteen sitä tahtia, että sen olisi pitänyt kulua loppuun jo kauan sitten.

Samalla kun tutkimusryhmä teki ALMA:lla havaintoja näistä rakenteista, se teki jännittävän tomu- ja kaasumöykkyjen löydön kahden kiekon väliseltä alueelta. Uudet havainnot antavat ymmärtää, että materiaa siirtyy ulommasta kiekosta sisempään kiekkoon, mikä muodostaa ylläpitävän pelastusköyden näiden kahden välille [2].

"Aukon läpi virtaava materia ennustettiin tietokonesimulaatioista, mutta sitä ei ole havaittu aikaisemmin. Näiden möykkyjen löytyminen viittaa siihen, että materiaa siirtyy kiekkojen välillä, mikä tarkoittaa sitä, että yksi syö toisen materiaa," selittää Dutrey. "Nämä havainnot osoittavat, että ulomman kiekon materia voi ylläpitää sisempää kiekkoa pitkän aikaa. Tällä on merkittäviä seuraamuksia planeettojen mahdolliselle muodostumiselle."

Planeetat muodostuvat tähden syntymästä yli jääneestä materiasta. Tämä on hidas prosessi, mikä tarkoittaa sitä, että planeettojen synnyn ehtona on pitkään säilyvä kiekko. Jos nyt ALMA:lla havaittu sisemmän kiekon syöttöprosessi tapahtuu muissa monen tähden järjestelmissä, löydös lisää valtavan määrän uusia mahdollisia eksoplaneettojen etsintään soveltuvia kohteita.

Eksoplaneettaetsintöjen ensimmäinen vaihe suunnattiin yksittäisiin, Auringon kaltaisiin tähtiin [3]. Viime aikoina on osoitettu, että suuri osa jättiläisplaneetoista kiertää kaksoitähtijärjestelmiä. Nyt tutkijat ovat alkaneet tutkia tarkemmin mahdollisuutta, että planeettoja kiertäisi monen tähden järjestelmien yksittäisiä tähtiä. Uusi havainto tukee tällaisten planeettojen olemassaolon mahdollisuutta ja tuo eksoplaneettojen etsijöiden ulottuville uudet, antoisat metsästysmaat.

Emanuel Di Folco, yksi tutkimusjulkaisun kirjoittajista päättää: "Lähes puolet Auringon kaltaisista tähdistä syntyy kaksoistähtijärjestelmissä. Tämä tarkoittaa sitä, että olemme löytäneet planeettojen muodostumisen mahdollistavan mekanismin, joka pätee merkittävään osaan Linnunradan tähdistä. Havaintomme on suuri askel eteenpäin planeettojen muodostumisen täydellisessä ymmärtämisessä."

Lisähuomiot

[1] GG-Tau-A on osa paljon monimutkaisempaa monen tähden järjestelmää, jota kutsutaan nimellä GG-Tauri. Hiljattain VLTI:llä tehdyt havainnot GG-Tau-A:sta ovat paljastaneet, että yksi tähdistä — GG Tau Ab, jota ei ympäröi kiekko — on tiivis kaksoistähti, joka koostuu tähdistä GG Tau-Ab1 ja GG Tau-Ab2. Tämä tarkoittaa sitä, että GG Tau -järjestelmässä on siis viideskin komponentti.

[2] Eräässä aikaisemmassa ALMA:n tutkimustuloksessa oli esimerkki yksittäisestä tähdestä, jossa materia virtaa sisäänpäin ulommasta kiekosta.

[3] Koska kaksoistähtien kiertoradat ovat monimutkaisempia ja epävakaampia, uskottiin, että planeettojen muodostuminen näissä järjestelmissä olisi paljon haastavampaa kuin yksittäisten tähtien ympärillä.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Planet formation in the young, low-mass multiple stellar system GG Tau-A”, jonka kirjoittivat A. Dutrey et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Nature.

Tutkimusryhmään kuuluvat Anne Dutrey (Bordeauxin yliopisto/CNRS, Ranska), Emmanuel Di Folco (Bordeauxin yliopisto/CNRS), Stephane Guilloteau (Bordeauxin yliopisto/CNRS), Yann Boehler (Meksikon yliopisto, Michoacan, Meksiko), Jeff Bary (Colgate University, Hamilton, USA), Tracy Beck (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), Hervé Beust (IPAG, Grenoble, Ranska), Edwige Chapillon (Bordeauxin yliopisto/IRAM, Ranska), Fredéric Gueth (IRAM, Saint Martin d’Hères, Ranska), Jean-Marc Huré (Bordeauxin yliopisto/CNRS), Arnaud Pierens (Bordeauxin yliopisto/CNRS), Vincent Piétu (IRAM), Michal Simon (Stony Brook University, USA) ja Ya-Wen Tang (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taipei, Taiwan).

Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) on yhteistyöhanke johon osallistuvat Eurooppa, Pohjois-Amerikka ja Itä-Aasia yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa, ja Itä-Aasiassa Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

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
• Lisätietoja ALMA:sta
• Valokuvia ALMA:sta
• Videoita ALMA:sta
• ALMA-esite
• Elokuva: ALMA — In Search of our Cosmic Origins
• ALMA-valokuvakirja: In Search of our Cosmic Origins – The Construction of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
• Lisää lehdistötiedotteita ALMA:lta

Yhteystiedot

Anne Dutrey
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux / University Bordeaux/CNRS
France
Puh.: +33 5 57 776140
Sähköposti: Anne.Dutrey@obs.u-bordeaux1.fr

Emmanuel DiFolco
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux / University Bordeaux/CNRS
France
Puh.: +33 5 57 776136
Sähköposti: Emmanuel.Difolco@obs.u-bordeaux1.fr

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
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