Lehdistötiedote

Lähimmän tähden elinkelpoiselta vyöhykkeeltä on löytynyt planeetta

Pale Red Dot -kampanja on paljastanut Proxima Centauria kiertävän Maan massaisen maailman

24. elokuuta 2016

ESO:n teleskooppeja ja muita tutkimuslaitteita käyttäneet tähtitieteilijät ovat saaneet selviä todisteita Maata lähintä tähteä, Proxima Centauria kiertävästä planeetasta. Kauan etsitty, nimen Proxima b saanut maailma kiertää viileää punaista emotähteään 11 päivän jaksolla ja sen lämpötila on sovelias nestemäisen veden esiintymiseen sen pinnalla. Tämä kiviplaneetta on hieman Maapalloa massiivisempi ja se on meitä lähin eksoplaneetta. Se saattaa myös olla lähin mahdollinen elämän tyyssija aurinkokunnan ulkopuolella. Tästä virstanpylväshavainnosta rapotoiva tutkimusjulkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Nature 25. elokuuta 2016.

Hieman yli neljän valovuoden etäisyydellä aurinkokunnasta sijaitsee punainen kääpiötähti, joka on saanut nimen Proxima Centauri, sillä se on oman Aurinkomme jälkeen Maapalloa lähin tähti. Tämä viileä tähti Kentaurin tähdistössä on liian himmeä paljaalla silmällä nähtäväksi ja se sijaitsee lähellä paljon kirkkaampaa Alfa Centauri AB -nimistä kaksoistähteä.

Vuoden 2016 ensimmäisen puoliskon aikana Proxima Centauria havaittiin säännöllisesti Chilessä, ESO:n La Sillan observatoriolla sijaitsevan 3.6-metrin teleskoopin HARPS-spektrograafilla sekä seurattiin samanaikaisesti muilla teleskoopeilla ympäri maailman [1]. Tämä oli Pale Red Dot eli Himmeä punainen piste -kampanja, jonka puitteissa Lontoon Queen Mary -yliopiston Guillem Anglada-Escudén johtama tähtitieteilijäryhmä etsi tähden pikkuruista edestakaista huojuntaa, joka johtuisi sitä mahdollisesti kiertävän planeetan vetovoimasta [2].

Kampanjan saamasta hyvin suuresta julkisesta mielenkiinnosta johtuen sen edistymisestä tammikuun puolivälin ja huhtikuun välillä 2016 raportoitiin julkisesti Pale Red Dot -WWW-sivuilla ja sosiaalisessa mediassa. Raporttien ohessa julkaistiin lukuisia tieteen popularisointiartikkeleja, joita asiantuntijat kirjoittivat maailmanlaajuisesti.

Guillem Anglada-Escudé selittää tämän ainutkertaisen tutkimuksen taustaa: "Ensimmäiset vihjeet mahdollisesta planeetasta saatiin vuonna 2013, mutta havainto ei ollut vakuuttava. Sen jälkeen työskentelimme kovasti saadaksemme lisähavaintojen teon vauhtiin ESO:n ja muiden avustuksella. Taannoista Pale Red Dot -kampanjaa suunniteltiin noin kaksi vuotta."

Pale Red Dot -havaintoaineisto, yhdistettynä aikaisempiin havaintoihin ESO:n observatorioilta ja muualta, paljasti selvän signaalin todella kiehtovasta tuloksesta. Ajoittain Proxima Centauri lähestyy Maata nopeudella noin 5 kilometriä tunnissa — ihmisen normaali kävelyvauhti — ja ajoittain etääntyy samalla nopeudella. Tämä säännöllinen radiaalinopeuksien vaihtelu toistuu 11.2 vuorokauden jaksolla. Seurauksena olevan pikkuruisen Doppler-ilmiön huolellinen analysointi osoitti, että ne viittasivat vähintään 1.3 kertaa Maan massaisen planeetan olemassaoloon. Planeetta kiertää Proxima Centauria noin 7 miljoonan kilometrin etäisyydellä, joka on vain 5% Maan ja Auringon välimatkasta [3].

Guillem Anglada-Escudé kommentoi viimeisimpien muutaman kuukauden innostuneisuutta: "Tarkistin signaalin säännönmukaisuutta jok'ikinen päivä Pale Red Dot -kampanjan 60 havaintoyön aikana. Ensimmäiset 10 olivat lupaavia, ensimmäiset 20 säännönmukaisia odotusten kanssa ja 30 vuorokauden kohdalla tulokset olivat jokseenkin varmoja, joten aloimme työstää tutkimusjulkaisua!"

Proxima Centaurin kaltaiset punaiset kääpiöt ovat aktiivisia tähtiä ja voivat muuttua tavoilla, jotka jäljittelevät planeetan vaikutusta. Tämän vaihtoehdon poissulkemiseksi tutkimusryhmä seurasi kampanjan aikana myös tähden kirkkauden muutoksia hyvin huolellisesti käyttäen Chilessä sijaitsevan San Pedro de Atacama Celestial Explorations -observatorion ASH2-teleskoopilla sekä Las Cumbres -observatorion teleskooppiverkostolla. Tähden purkausten aikaiset radiaalinopeusmittaukset poistettiin lopullisesta analyysista.

Vaikka Proxima b kiertää tähteään paljon lähempänä kuin Merkurius Aurinkoa aurinkokunnassamme, tähti itsessään on huomattavasti himmeämpi kuin Aurinko. Sen seurauksena Proxima b sijaitsee selvästi tähteä ympäröivällä elinkelpoisella vyöhykkeellä ja sen arvioitu pintalämpötila mahdollistaa nestemäisen veden olemassaolon. Proxima b:n lauhkeasta kiertoradasta huolimatta pinnan olosuhteisiin saattavat suuresti vaikuttaa tähden ultravioletti- ja röntgenpurkaukset, jotka ovat huomattavasti rajumpia kuin Auringon vaikutukset Maapallolla [4].

Kaksi erillistä tutkimusjulkaisua käsittelee Proxima b:n elinkelpoisuutta ja sen mahdollista ilmastoa. Niissä todetaan, että nestemäistä vettä saattaa löytyä planeetan pinnalta vain aurinkoisimmilta alueilta, joko planeetan tähden puoleiselta pallonpuoliskolta (synkronisen kierron tapauksessa) tai sen trooppiselta vyöhykkeeltä (3:2-resonanssikierron tapauksessa). Proxima b:n kierto akselinsa ympäri, sen tähden voimakas säteily ja planeetan muodostumishistoria ovat saaneet sen ilmaston hyvin erilaiseksi Maapallon vastaavasta eikä ole oletettavaa, että Proxima b:llä olisi vuodenaikoja.

Tämä havainto on laajojen jatkotutkimusten alku käyttäen sekä nykyisiä havaintolaitteita [5] että E-ELT -teleskoopin (European Extremely Large Telescope) kaltaisia seuraavan sukupolven jättiläisteleskooppeja. Proxima b tulee olemaan pääkohteita etsittäessä elämän merkkejä muualta maailmankaikkeudessa. Alfa Centauri -järjestelmä on todellakin myös kohteena StarShot-projektille, joka on ihmiskunnan ensimmäinen yritys matkustaa toiseen tähtijärjestelmään.

Guillem Anglada-Escudé päättää: "Monia eksoplaneettoja on löydetty ja paljon lisää tullaan löytämään, mutta lähimmän mahdollisen Maapallon vastineen etsiminen ja onnistuminen ovat olleet elämys meille kaikille. Useiden ihmisten tarinat ja vaivannäkö ovat yhdistyneet tässä havainnossa. Tulos on myös kunnianosoitus heille kaikille. Proxima b:n elämän etsintä tulee seuraavaksi..."

Lisähuomiot

[1] Viimeaikaisen Pale Red Dot -kampanjan havaintoaineiston lisäksi tutkimusjulkaisu käsittää Proxima Centauria useiden vuosien ajan tutkineiden tiedemiesten työpanoksen. Heihin kuuluvat jäseniä alkuperäisestä UVES/ESO M-kääpiö -ohjelmasta (Martin Kürster ja Michael Endl) sekä eksoplaneettatutkimuksen pioneerejä kuten R. Paul Butler. Mukana on myös HARPS/Geneva-ryhmän useiden vuosien aikana keräämiä julkisia havaintoja.

[2] Nimi Pale Red Dot (Himmeä punainen piste) viittaa Carl Saganin kuuluisaan vertaukseen Maapallosta himmeänä sinisenä pisteenä, Pale Blue Dot. Koska Proxima Centauri on punainen kääpiötähti, sitä kiertävä planeetta kylpee himmeässä punaisessa hohteessa.

[3] Tänään raportoitu havainto on ollut teknisesti mahdollista viimeisimmät 10 vuotta. Itse asiassa pienempien amplitudien signaaleja on havaittu aikaisemminkin. Tähdet eivät kuitenkaan ole sileitä kaasupalloja ja Proxima Centauri on aktiivinen tähti. Proxima b:n varma havainto on tullut mahdolliseksi vasta yksityiskohtaisen ymmärtämyksen myötä tähtien muutoksista minuuteista vuosikymmeniin ulottuvissa aikaskaaloissa ja seurattaessa sen kirkkautta fotometrisillä teleskoopeilla.

[4] Tämänkaltaisen planeetan varsinainen soveltuvuun veden ja Maapallon elämän kaltaisen elämän ylläpitämiseen on kiihkeän, joskin enimmäkseen teoreettisen keskustelun kohteena. Päähuolenaiheet elämän esiintymistä vastaan liittyvät planeetan pieneen etäisyyteen tähdestään. Esimerkiksi gravitaatiovoimat luultavasti lukitsevat planeetan yhden puolen ikuiseen päivänvaloon samalla kuin vastakkainen puoli on loputtomassa yössä. Planeetan kaasukehä saattaa siten hiljalleen haihtua avaruuteen tai sen kemia voi olla paljon Maapallon ilmakehän kemiaa monimutkaisempaa voimakkaan ultravioletti- ja röntgensäteilyn johdosta, erityisesti tähden elmän ensimmäisen miljardin vuoden aikana. Yhtäkään näistä väitteistä ei kuitenkaan ole kiistatta todistettu eikä niitä todennäköisesti ratkaista suuntaan tai toiseen ilman suoria havaintotodisteita ja planeetan kaasukehän määrittämistä. Vastaavanlaiset tekijät pätevät hiljattain tähden TRAPPIST-1 ympäriltä löydettyihin planeettoihin.

[5] Jotkin menetelmät tutkia planeetan kaasukehää riippuvat sen kulusta tähtensä editse ja tähden valon kulkemisesta kaasukehän läpi matkallaan Maapallolle. Tällä hetkellä ei ole todisteita, että Proxima b kulkisi emotähtensä kiekon editse ja mahdollisuudet tämän tapahtumiseen vaikuttavat pieniltä. Lisähavaintoja ollaan kuitenkin tekemässä tämän mahdollisuuden selvittämiseksi.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri”, jonka kirjoittivat G. Anglada-Escudé et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Nature 25. elokuuta 2016.

Tutkimusryhmään kuuluvat Guillem Anglada-Escudé (Queen Mary University of London, Lontoo, Iso-Britannia), Pedro J. Amado (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Espanja), John Barnes (Open University, Milton Keynes, Iso-Britannia), Zaira M. Berdiñas (Instituto de Astrofísica de Andalucia - CSIC, Granada, Espanja), R. Paul Butler (Carnegie Institution of Washington, Department of Terrestrial Magnetism, Washington, USA), Gavin A. L. Coleman (Queen Mary University of London, Lontoo, Iso-Britannia), Ignacio de la Cueva (Astroimagen, Ibiza, Espanja), Stefan Dreizler (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa), Michael Endl (The University of Texas at Austin ja McDonald Observatory, Austin, Texas, USA), Benjamin Giesers (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa), Sandra V. Jeffers (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa), James S. Jenkins (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Hugh R. A. Jones (University of Hertfordshire, Hatfield, Iso-Britannia), Marcin Kiraga (Warsaw University Observatory, Varsova, Puola), Martin Kürster (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Saksa), María J. López-González (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Espanja), Christopher J. Marvin (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa), Nicolás Morales (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Espanja), Julien Morin (Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier & CNRS, Montpellier, Ranska), Richard P. Nelson (Queen Mary University of London, Lontoo, Iso-Britannia), José L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Espanja), Aviv Ofir (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), Sijme-Jan Paardekooper (Queen Mary University of London, Lontoo, Iso-Britannia), Ansgar Reiners (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa), Eloy Rodriguez (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Espanja), Cristina Rodriguez-Lopez (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Granada, Espanja), Luis F. Sarmiento (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa), John P. Strachan (Queen Mary University of London, Lontoo, Iso-Britannia), Yiannis Tsapras (Astronomisches Rechen-Institut, Heidelberg, Saksa), Mikko Tuomi (University of Hertfordshire, Hatfield, Iso-Britannia) ja Mathias Zechmeister (Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, Saksa).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, 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 yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu julkaisusarjassa Nature
• ESO:n lehdistötiedote (01:02:26)
• Kaksi uutta tutkimusjulkaisua Proxima b:n elinkelpoisuudesta
• Pale Red Dot -blogi
• Valokuvia VLT-teleskoopista
• Valokuvia HARPS-spektrograafista ja ESO 3.6-metrin teleskoopista
• Valokuvia LVOGT-teleskoopeista
• MPIA:n lehdistötiedote
• LCOGT:n lehdistötiedote
• Hertfordshiren yliopiston lehdistötiedote
• Laboratoire Univers et Particules de Montpellier:n lehdistötiedote
• Lisää kuvia ja videoita (PHL @ UPR Arecibo)
• Teksasin yliopiston / McDonald-observatorion lehdistötiedote

Yhteystiedot

Guillem Anglada-Escudé (Lead Scientist)
Queen Mary University of London
London, United Kingdom
Puh.: +44 (0)20 7882 3002
Sähköposti: g.anglada@qmul.ac.uk

Pedro J. Amado (Scientist)
Instituto de Astrofísica de Andalucía - Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (IAA/CSIC)
Granada, Spain
Puh.: +34 958 23 06 39
Sähköposti: pja@iaa.csic.es

Ansgar Reiners (Scientist)
Institut für Astrophysik, Universität Göttingen
Göttingen, Germany
Puh.: +49 551 3913825
Sähköposti: ansgar.reiners@phys.uni-goettingen.de

James S. Jenkins (Scientist)
Departamento de Astronomia, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Puh.: +56 (2) 2 977 1125
Sähköposti: jjenkins@das.uchile.cl

Michael Endl (Scientist)
McDonald Observatory, The University of Texas at Austin
Austin, Texas, USA
Puh.: +1 512 471 8312
Sähköposti: mike@astro.as.utexas.edu

Richard Hook (Coordinating Public Information Officer)
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: proxima@eso.org

Martin Archer (Public Information Officer)
Queen Mary University of London
London, United Kingdom
Puh.: +44 (0) 20 7882 6963
Sähköposti: m.archer@qmul.ac.uk

Silbia López de Lacalle (Public Information Officer)
Instituto de Astrofísica de Andalucía
Granada, Spain
Puh.: +34 958 23 05 32
Sähköposti: silbialo@iaa.es

Romas Bielke (Public Information Officer)
Georg August Universität Göttingen
Göttingen, Germany
Puh.: +49 551 39-12172
Sähköposti: Romas.Bielke@zvw.uni-goettingen.de

Natasha Metzler (Public Information Officer)
Carnegie Institution for Science
Washington DC, USA
Puh.: +1 (202) 939 1142
Sähköposti: nmetzler@carnegiescience.edu

David Azocar (Public Information Officer)
Departamento de Astronomia, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Sähköposti: dazocar@das.uchile.cl

Rebecca Johnson (Public Information Officer)
McDonald Observatory, The University of Texas at Austin
Austin, Texas, USA
Puh.: +1 512 475 6763
Sähköposti: rjohnson@astro.as.utexas.edu

Hugh Jones (Scientist)
University of Hertfordshire
Hatfield, United Kingdom
Puh.: +44 (0)1707 284426
Sähköposti: h.r.a.jones@herts.ac.uk

Jordan Kenny (Public Information Officer)
University of Hertfordshire
Hatfield, United Kingdom
Puh.: +44 1707 286476
Matkapuhelin: +44 7730318371
Sähköposti: j.kenny@herts.ac.uk

Yiannis Tsapras (Scientist)
Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg
Heidelberg, Germany
Puh.: +49 6221 54-181
Sähköposti: ytsapras@ari.uni-heidelberg.de

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