Komunikat prasowy

Niespodziewany nadmiar olbrzymich planet w gromadzie gwiazd

17 czerwca 2016

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył, iż w gromadzie gwiazd Messier 67 znajduje się znacznie więcej planet z kategorii gorących jowiszy niż oczekiwano. Ten zaskakujący rezultat został uzyskany przy pomocy wielu teleskopów i instrumentów, wśród których był spektrograf HARPS z Obserwatorium La Silla w Chile. Bardziej gęste otoczenie w gromadzie powoduje częstsze interakcje pomiędzy planetami i pobliskimi gwiazdami, co może wyjaśniać nadwyżkę gorących jowiszów.

Chilijsko-brazylijsko-europejski zespół, którym kierowali Roberto Saglia z Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik w Garching (Niemcy) oraz Luca Pasquini z ESO, przez kilka lat wykonywał precyzyjne pomiary 88 gwiazd w Messier 67 [1]. Ta gromada otwarta ma podobny wiek co Słońce i uważa się, że Układ Słoneczny powstał w podobnie gęstym otoczeniu [2].

Badacze użyli spektrografu HARPS, a także innych instrumentów [3], aby poszukać oznak istnienia olbrzymich planet na krótkookresowych orbitach, w nadziei wykrycia ruchów gwiazd spowodowanych istnieniem masywnych obiektów na bliskich orbitach – planet zwanych gorącymi jowiszami. Oznaki gorących jowiszy znaleziono dla trzech gwiazd w gromadzie, a wcześniej także dowody na istnienie kilku innych planet.

Gorący Jowisz to olbrzymia egzoplaneta o masie ponad jednej trzeciej masy Jowisza. Jest „gorący”, ponieważ krąży po orbicie blisko swojej gwiazdy, na co wskazuje okres orbitalny („rok” na takiej planecie), który jest krótszy niż dziesięć dni. To znacząca różnica w stosunku do Jowisza, z którym jesteśmy obeznani w naszym własnym Układzie Słonecznym. Rok na Jowiszu trwa około 12 ziemskich lat i jest tam znacznie zimniej niż na Ziemi [4].

„chcemy wykorzystać gromadę otwartą gwiazd jako laboratorium do zbadania własności egzoplanet i teorii o powstawaniu planet” wyjaśnia Roberto Saglia. „Mamy tutaj nie tylko wiele gwiazd potencjalnie posiadających planet, ale także gęste otoczenie, w którym musiały się uformować.”

Badania wykazały, że gorące jowisze są znacznie powszechniejsze wokół gwiazd w Messier 67 niż w przypadku gwiazd poza gromadami. „To naprawdę zaskakujący rezultat” dziwi się Anna Brucalassi, która dokonywała analiz. „Nowe wyniki oznaczają, że gorące jowisze występują wokół około 5% zbadanych gwiazd w Messier 67 – to znacznie więcej niż w porównywalnych badaniach gwiazd nie znajdujących się w gromadach, u których odsetek ten wynosi mniej więcej 1%”

Astronomowie przypuszczają, że bardzo nieprawdopodobne jest, aby te egzotyczne olbrzymy powstały w miejscach, w których je obecnie obserwujemy, ponieważ warunki tak blisko gwiazdy macierzystej nie są początkowo odpowiednie do powstawania planet typu jowiszowego. Zamiast tego uważa się, że planety te powstały w dalszej odległości, tak jak to prawdopodobnie miało miejsce w przypadku Jowisza, a następnie przemieściły się bliżej swojej gwiazdy. To co było kiedyś odległą, zimną, olbrzymią planetą, jest teraz sporo gorętsze. Rodzi to pytanieL co spowodowało migrację w stronę gwiazdy?

Jest kilka możliwych odpowiedzi, ale autorzy konkludują, że najprawdopodobniej jest to wynik bliskich spotkać z sąsiednimi gwiazdami, albo nawet z planetami w sąsiednich układach słonecznych. Przypuszczają też, że najbliższe otoczenie wokół układu słonecznego może mieć znaczący wpływ na to, w jaki sposób układ ewoluuje.

W gromadzie takiej jak Messier 67, w której gwiazd znajdują się znacznie bliżej siebie niż wynosi średnia, takie zdarzenia będą znacznie powszechniejsze, co może wyjaśniać dużą liczbę odkrywanych gorących jowiszów.

Luca Pasquini z ESO, współautor i jeden z kierujących grupą, przypomina najnowszą historię badań planet w gromadach: „Jeszcze kilka lat temu nie wykryto żadnych gorących jowiszów w gromadach otwartych. W ciągu trzech lat paradygmat przesunął się z całkowitego braku takich planet na ich nadmiar!”

Uwagi

[1] Niektóre z próbki 88 obiektów okazały się gwiazdami podwójnymi, albo nie nadającymi się z innych powodów do badań. W nowej publikacji naukowcy skoncentrowali się na podgrupie 66 gwiazd.

[2] Mimo, iż gromada Messier 67 nadal jest utrzymywana razem, to gromada, która mogła otaczać Słońce w jego wczesnych latach, rozproszyła się dawno temu, pozostawiając Słońce samemu sobie.

[3] Użyto także widm ze spektrografu wysokiej rozdzielczości z Hobby-Eberly Telescope w Teksasie (USA), a także ze spektrografu SOPHIE z Observatoire de Haute Provence we Francji.

[4] Pierwsza egzoplaneta odkryta wokół gwiazdy podobnej do Słońca, 51 Pegasi b, również była gorącym jowiszem. W tamtym czasie było to zaskoczeniem, ponieważ wielu astronomów zakładało, iż inne systemy planetarne prawdopodobnie będą podobne do Układu Słonecznego, z masywnymi planetami położonymi dalej od gwiazdy macierzystej.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. „Search for giant planets in M67 III: excess of Hot Jupiters in dense open clusters”, A. Brucalassi et al., który ukaże się w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: A. Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy; University Observatory Munich, Niemcy), L. Pasquini (ESO, Garching, Niemcy), R. Saglia (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy; University Observatory Munich, Niemcy), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Meudon, Francja), I. Leão (ESO, Garching, Germany; Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazylia), B.L. Canto Martins (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazylia), J.R. de Medeiros (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazylia), L. R. Bedin (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Włochy) , K. Biazzo (INAF-Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Włochy), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Sauverny, Szwajcaria) oraz S. Randich (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Włochy).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, 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 teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Komunikat prasowy na temat wcześniejszych wyników dotyczących Messier 67
• Zdjęcia HARPS
• Zdjęcia La Silla

Kontakt

Anna Brucalassi
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 30000 3022
E-mail: abrucala@mpe.mpg.de

Luca Pasquini
ESO
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6792
E-mail: lpasquin@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Hannelore Hämmerle
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 30 000 3980
E-mail: hhaemmerle@mpa-garching.mpg.de

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