Pressmeddelande

Miljarder potentiellt beboeliga planeter kring Vintergatans röda dvärgar

28 mars 2012

Ny forskning gjord med ESO:s planetletare HARPS visar att det är vanligt med stenplaneter som inte är mycket större än jorden i den beboeliga zonen runt ljussvaga röda stjärnor. Enligt det internationella forskarteamet kan det finnas tiotals miljarder sådana planeter bara i Vintergatan, och ungefär ett hundra i vår absoluta närhet. Det här är det första direkta mätningen av hur vanligt det är med sådana superjordar runt röda dvärgar, vilka utgör 80 procent av alla stjärnor i Vintergatan.

Ett internationellt team har gjort den första direkta uppskattningen av antalet mindre planeter kring röda dvärgstjärnor. Forskarna använde spektrografen HARPS på 3,6-metersteleskopet vid ESO:s observatorium La Silla i Chile [1]. Tidigare har det visats (eso1204) att planeter är allmänt förekommande i vår galax. Men det gjordes med en annan metod, som inte är känslig för den här viktiga typen av exoplaneter.

Teamet har använt HARPS för att leta efter exoplaneter som kretsar kring den vanligaste typen av stjärna i Vintergatan – röda dvärgstjärnor (som också kallas M-dvärgar [2]). Jämfört med solen är röda dvärgar ljussvaga och kalla, men de är väldigt vanliga och lever mycket länge. Därför utgör de 80 procent av alla stjärnor i Vintergatan.

Xavier Bonfils (IPAG, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble, Frankrike) har lett studien.

- Våra nya observationer med HARPS visar att ungefär 40 procent av alla röda dvärgstjärnor har en superjord som kretsar i den beboeliga zonen, där flytande vatten kan finnas på planetens yta. Eftersom röda dvärgar är så vanliga – det finns ungefär 160 miljarder i Vintergatan – betyder detta att det finns häpnadsväckande tiotals miljarder superjordar bara i vår galax, säger han.

Teamet använde HARPS för att studera 102 noggrant utvalda stjärnar på den södra stjärnhimlen över en sexårsperiod. Man fann totalt nio superjordar (planeter vars massa ligger mellan en och tio gånger jordens massa). Två av dessa fanns dessutom inom den beboeliga zonen hos stjärnorna Gliese 581 (eso0915) och Gliese 667C. Astronomerna kunde sedan uppskatta hur tunga planeterna var och hur långt från sina stjärnor som de kretsar.

Genom att kombinera samtliga mätningar, även av de stjärnor som inte hade planeter, och analysera andelen av redan kända planeter som kunde återupptäckas, kunde teamet räkna ut hur vanliga olika slags planeter är runt röda dvärgar. De fann att 41 procent av stjärnorna hade superjordar [3] i den beboeliga zonen, i ett spann mellan 28 procent och 95 procent.

Å andra sidan fann man att tyngre planeter, som liknar Jupiter och Saturnus i vårt solsystem, är mer sällsynta kring röda dvärgar. Mindre än 12 procent av de röda dvärgarna har stora planeter (vars massor ligger mellan 100 och 1000 gånger jordens massa).

Det finns många röda dvärgstjärnor i närheten av solen. Det här resultatet betyder att det antagligen finns 100 superjordar i den beboeliga zonen kring stjärnor i vår närhet, inom 30 ljusår från jorden [4].

Stéphane Udry vid Geneveobservatoriet är också medlem i teamet:

- Den beboeliga zonen runt en röd dvärgstjärna, där temperaturen är sådan att flytande vatten kan finnas på planetens yta, ligger mycket närmare stjärnan än jorden till solen. Men röda dvärgar kan ha utbrott som kan bada planeten i röntgen- och uv-strålning, och försvåra uppkomsten av liv, säger Stéphane Udry.

En av planeterna som upptäcktes med hjälp av HARPS är Gliese 667 C c [5]. Det är den andra planeten av tre i det här stjärnsystemet (se eso0939 för den första) och verkar ligga nära mitten av den beboeliga zonen. Även om den här planeten är fyra gånger tyngre än jorden, är det den närmsta en tvilling till jorden vi hittills funnit. Den har  dessutom nästan säkert de rätta förutsättningarna för flytande vatten på sin yta. Det är den andra super-jorden inom den beboeliga zonen som det här teamet har hittat; den första var Gliese 581 d som vars upptäckt offentliggjordes 2007 och bekräftades 2009.

Xavier Delfosse som också är med i teamet avslutar:

- Nu när vi vet att det finns så många superjordar runt närliggande röda dvärgar måste vi identifiera fler både med hjälp av HARPS men även med framtida instrument. Vi väntar oss att vissa av dessa planeter passerar framför sina stjärnor under sin bana. Det gör det möjligt för oss att studera planetens atmosfär och leta efter signaturer av liv.

Noter

[1] HARPS mäter den radiella hastigheten hos en stjärna med väldigt hög precision. När en planet kretsar kring en sjtärna påverkas stjärnan så att den regelbundet rör sig mot och ifrån oss på jorden. Tack vare Dopplereffekten, leder den här hastighetsändringen till att stjärnans spektrum flyttas mot längre våglängder när den rör sig ifrån oss (som kallas rödförskjutning) och blåförskjutning (mot kortare våglängder) när den rör sig mot oss. Den lilla ändringen i stjärnans spektrum kan mätas med HARPS, som är en spektrograf med hög precision, och kan användas för att bekräfta att det finns en planet runt stjärnan.

[2] De här stjärnorna kallas M-dvärgar eftersom deras spektralklass är M. De är de kallaste stjärnorna av de sju klasser som finns i den enklaste klassifieringen av stjärnor. Där ordnas de efter minskande temperatur och spektrats utseende.

[3] Planeter som har en massa mellan en och tio gånger jordens massa kallas super-jordar. Det finns inte några sådana planeter i vårt solsystem, men de verkar vara väldigt vanliga runt andra stjärnor. Att man upptäckt dem i den beboeliga zonen runt andra stjärnor är spännande eftersom - om det är en stenplanet och den har vatten, som jorden – skulle de potentiellt kunna vara en hemvist för liv.

[4] Astronomerna använder avståndet tio parsek, motsvarar ungefär 32,6 ljusår, för att definiera “nära”.

[5] Namnet betyder att planeten är den andra som upptäcktes (c) runt den tredje stjärnan (C) i trippel-stjärnsystemet Gliese 667. De ljusstarka följeslagarna Gliese 667 A och B borde vara framträdande på himlen på Gliese 667 C c. Guillem Anglada-Escude med kollegor annonserade oberoende upptäckten av planeten i februari 2012, ungefär två månader efter att artiekeln av Bonfils et al. kom ut på nätet. Att planeterna Gliese 667 C b och C c kunde bekräftas av Anglada-Escude med kollegor var till stor del tack vare observationerna med HARPS och databearbetningen av det europeiska teamet som gjordes tillgängliga i ESO:s dataarkiv.

Mer information

Den här forskningen presenteras i en artikel “The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample”, av Bonfils et al. som kommer att publiceras i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

Teamet består av: X. Bonfils (UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Frankrike [IPAG]; Genèveobservatoriet, Schweiz), X. Delfosse (IPAG), S. Udry (Genèveobservatoriet), T. Forveille (IPAG), M. Mayor (Genèveobservatoriet), C. Perrier (IPAG), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, Frankrike; Observatoire de Haute-Provence, Frankrike), M. Gillon (Université de Liège, Belgien; Genèveobservatoriet), C. Lovis (Genèveobservatoriet), F. Pepe (Genèveobservatoriet), D. Queloz (Genèveobservatoriet), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), D. Ségransan (Genèveobservatoriet), J.-L. Bertaux (Service d’Aéronomie du CNRS, Verrières-le-Buisson, Frankrike) och Vasco Neves (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal och UJF-Grenoble 1 / CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Frankrike [IPAG]).

År 2012 är det 50 år sedan Europeiska sydobservatoriet (ESO) grundades. ESO är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av ett europeiskt extremt stort teleskop i 40-metersklass för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartiklar: Bonfils m fl. och Delfosse m. fl.
• Bilder av ESO’s 3,6-metersteleskop vid La Silla

Kontakter

Xavier Bonfils
Université Joseph Fourier - Grenoble 1/Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble
Grenoble, France
Tel: +33 47 65 14 215
E-post: xavier.bonfils@obs.ujf-grenoble.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1214 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.