Komunikat prasowy

Odkryto najliczniejszy pozasłoneczny układ planetarny

Może liczyć nawet siedem planet okrążających gwiazdę podobną do Słońca

24 sierpnia 2010

Astronomowie korzystający z należącego do ESO, wiodącego na świecie instrumentu HARPS, odkryli układ planetarny zawierający co najmniej pięć planet, okrążających podobną do Słońca gwiazdę HD 10180. Badacze posiadają także intrygujący dowód na możliwą obecność dwóch kolejnych planet, z których jedna miałaby najmniejszą masę znalezioną do tej pory. Uczyniłoby to system podobnym do naszego Układu Słonecznego w liczbie planet (siedem w porównaniu do ośmiu w Układzie Słonecznym). Co więcej, zespół znalazł też dowód, że odległości planet od ich gwiazdy odzwierciedlają regularny wzór, co jest też widoczne w naszym Układzie Słonecznym.

“Znaleźliśmy układ, który najprawdopodobniej jest systemem z największą liczbą odkrytych planet” mówi Christophe Lovis, główny autor artykułu opisującego wyniki badań. „To znaczące odkrycie podkreśla też fakt, że wchodzimy w nową erę badań egzoplanet: badania złożonych systemów planetarnych, a nie tylko indywidualnych planet. Analiza ruchów planetarnych w nowym układzie ujawnia złożone interakcje grawitacyjne pomiędzy planetami i daje nam wgląd w długoterminową ewolucję systemu”.

Zespół astronomów użył spektrografu HARPS, zamontowanego na 3,6-metrowym teleskopie ESO w La Silla w Chile, podczas trwających sześć lat badań podobnej do Słońca gwiazdy HD 10180, położonej 127 lat świetlnych od nas w południowym gwiazdozbiorze Hydry. HARPS to instrument o niepobitej stabilności pomiarów i wielkiej precyzji, odnoszący największe na świecie sukcesy łowca egzoplanet.

Dzięki 190 pojedynczym pomiarom HARPS-a astronomowie wykryli niewielkie ruchy gwiazdy w przód i w tył spowodowane przez złożone przyciąganie grawitacyjne pochodzące od pięciu lub więcej planet. Pięć najsilniejszych sygnałów odpowiada planetom o masie zbliżonej do Neptuna – od 13 do 25 mas Ziemi [1] – które okrążają gwiazdę z okresami od około 6 do 600 dni. Planety te są położone od swojej gwiazdy centralnej w odległościach od 0,06 do 1,4 raza takich, jak dystans Ziemia-Słońce.

“Mamy też dobre powody, aby przypuszczać, że istnieją jeszcze dwie planety”, mówi Lovis. Jedna to planeta podobna do Saturna (o minimalnej masie równej 65 masom Ziemi) o okresie orbitalnym 2200 dni. Drugą może być najmniej masywna egzoplaneta odkryta do tej pory, o masie zaledwie 1,4 raza większej niż masa Ziemi. Znajduje się ona bardzo blisko swojej gwiazdy, w zaledwie 2 procent dystansu Ziemia-Słońce. Jeden „rok” na tej planecie trwa tylko 1,18 ziemskich dni.

“Obiekt ten powoduje chybotanie się jego gwiazdy o zaledwie 3 km na godzinę – wolniej niż prędkość pieszego – a ruch ten jest bardzo trudno zmierzyć” mówi członek zespołu Damien Ségransan. Jeśli zostanie to potwierdzone, obiekt ten będzie kolejnym przykładem planety skalistej, podobnej do Corot-7b (eso0933).

Nowoodkryty system planet wokół HD 10180 jest unikalny w kilku aspektach. Po pierwsze, wraz z co najmniej pięcioma planetami podobnymi do Neptuna znajdującymi się w odległości odpowiedniej dla orbity Marsa, system ten jest gęściej „zaludniony” niż Układ Słoneczny w swojej wewnętrznej części, i ma tam więcej masywnych planet [2]. Co więcej, system prawdopodobnie nie posiada gazowego olbrzymia podobnego do Jowisza. Dodatkowo, wszystkie planety wydają się mieć prawie kołowe orbity.

Jak dotąd astronomowie wiedzą o piętnastu układach z co najmniej trzema planetami. Poprzednim rekordzistą był 55 Cancri, który ma pięć planet, a wśród nich dwie olbrzymie.  „Systemy małomasywnych planet, takie jak wokół HD 10180, wydają się być dość powszechne, ale historia ich formowania się pozostaje zagadką” mówi Louis.

Używają nowego odkrycia, a także danych dla innych systemów planetarnych, astronomowie znaleźli ekwiwalent reguły Titiusa-Bodego, która występuje w Układzie Słonecznym: odległości planet od ich gwiazdy wydają się odzwierciedlać regularny wzór [3]. „Może to być ślad pozostały po procesach formowania się tych układów planetarnych” mówi członek zespołu Michel Mayor.

Innym ważnym wynikiem znalezionym przez astronomów podczas badania tych układów planetarnych jest to, że istnieje związek pomiędzy masą systemu planetarnego, a masą i składem chemicznym gwiazdy centralnej. Wszystkie bardzo masywne układy są znajdowane wokół gwiazd masywnych i bogatych w metale, podczas gdy cztery najmniej masywne układy odkryto w pobliżu małomasywnych i ubogich w metale [4]. Te własności potwierdzają obecne modele teoretyczne.

Odkrycie zostało ogłoszone dzisiaj na międzynarodowym kolokwium „Wykrywanie i dynamika tranzytujących egzoplanet” w Observatoire de Haute-Provence we Francji.

Uwagi

[1] Za pomocą metody prędkości radialnych astronomowie mogą jedynie ustalić minimalną masę planety, gdyż oszacowanie masy zależy również od nachylenia płaszczyzny orbity względem linii widzenia, które nie jest znane. Ze statystycznego punktu widzenia ta minimalna masa jest jednak często bliska prawdziwej masie planety.

[2] Planety w wewnętrznej części systemu HD 10180 mają średnio 20 razy większą masę niż Ziemia, podczas gdy wewnętrzne planety w naszym własnym Układzie Słonecznym (Merkurym, Wenus, Ziemia i Mars) mają średnią masę równą połowie masy Ziemi.

[3] Reguła Titiusa-Bodego mówi, że odległości planet od Słońca są zgodne z prostym wzorem. Dla dalszych planet każda z nich powinna być prawie dwukrotnie dalej od Słońca niż poprzednia. Ta hipoteza w prawidłowy sposób przewidziała orbity Ceres i Urana, ale dostarczyła błędnych przewidywań orbity Neptuna.

[4] Zgodnie z definicją używaną w astronomii “metale” to wszystkie pierwiastki inne niż wodór i hel. Takie metale, z wyjątkiem bardzo niewielu lekkich pierwiastków chemicznych, wszystkie zostały utworzone przez różne generacje gwiazdy. Skaliste planety są zbudowane z „metali”

Więcej informacji

Niniejsze badania zostały zaprezentowane w artykule wysłanym do Astronomy and Astrophysics (“The HARPS search for southern extra-solar planets. XXV. Up to seven planets orbiting HD 10180: probing the architecture of low-mass planetary systems”, autor:  C. Lovis i inni).

Skład zespołu badawczego: C. Lovis, D. Ségransan, M. Mayor, S. Udry, F. Pepe, and D. Queloz (Observatoire de Genève, Université de Genève, Switzerland), W. Benz (Universität Bern, Switzerland), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, France), C. Mordasini (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), N. C. Santos (Universidade do Porto, Portugal), J. Laskar (Observatoire de Paris, France), A. Correia (Universidade de Aveiro, Portugal), and J.-L. Bertaux (Université Versailles Saint-Quentin, France) and G. Lo Curto (ESO).

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Należy do niego 14 krajów: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz teleskop VISTA, największy na świecie instrument do przeglądów nieba. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 42-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Więcej informacji: pakiet prasowy o egzoplanetach

Kontakt

Christophe Lovis
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Tel. kom.: +41 787 280 354
E-mail: christophe.lovis@unige.ch

Damien Ségransan
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Tel.: +41 223 792 479
E-mail: damien.segransan@unige.ch

Francesco Pepe
Observatoire de l’Université de Genève
Switzerland
Tel.: +41 223 792 396
E-mail: francesco.pepe@unige.ch

Richard Hook
La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych