Pressmeddelande

På rymmen i rymden: planet utan solsystem hittad

Föräldralös värld kan ge ledtrådar om hur planeter och stjärnor bildas

14 november 2012

Astronomer har med hjälp av ESO:s Very Large Telescope samt Canada-France-Hawaii Telescope identifierat vad som sannolikt är en planet som rör sig genom rymden utan en stjärna att kretsa omkring. Bland planetkandidater av den här typen är den den mest spännande som hittills upptäckts. Den ligger också närmast vårt solsystem, på ett avstånd av ungefär 100 ljusår. Tack vare planetens närhet till oss samt avsaknaden av en stjärna nära den har forskarna också kunnat detaljstudera dess atmosfär. Upptäckten ger astronomerna en försmak av exoplaneterna som framtida instrument ska observera runt andra stjärnor än solen.

Fritt flytande planeter, eller planemor, är objekt med en planets massa som rör sig genom rymden utan att vara bundna till en stjärna. Forskare tror sig ha hittat sådana planeter tidigare [1], men då man inte kunnat bestämma deras ålder har astronomerna inte varit säkra på om de verkligen var planeter eller om de var bruna dvärgar - “misslyckade” stjärnor som inte är tillräckligt stora för att sätta igång reaktionerna som får en stjärna att lysa.

Men astronomer har nu hittat ett objekt, som fått katalognamnet CFBDSIR2149 [2], och som verkar vara en del av en närbelägen ström av unga stjärnor som kallas AB Doradus moving group (rörlig stjärnhop eller stjärndrift på svenska). Forskarna upptäckte objektet i observationer med Canada France Hawaii Telescope, och utnyttjade sedan ESO:s kraftfulla teleskop VLT för att undersöka dess egenskaper [3].

Stjärndriften AB Doradus är den grupp som ligger närmast solsystemet. Stjärnorna driver tillsammans genom rymden och antas ha bildats samtidigt. Om objektet är associerat med den här gruppen - vilket skulle betyda att det är också är ganska ungt - är det möjligt att bestämma många av dess egenskaper, som dess temperatur, massa och vad dess atmosfär består av [4]. Det finns dock en liten sannolikhet att sammankopplingen med gruppen är slumpmässig.

Länken mellan det nya objektet och stjärndriften är den viktiga ledtråden som låter astronomerna bestämma det dess ålder [5]. Det är det första isolerade objektet vars massa är som en planets som har identifierats i en sådan grupp. Förbindelsen mellan objektet och gruppen gör att detta är den mest intressanta planemon som hittills har identifierats.

Philippe Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrike) har lett studien:

- Att leta efter planeter omkring stjärnor är som att studera en eldfluga som är någon centimeter ifrån en avlägsen bils strålkastare. Detta friflytande objekt, som dessutom ligger ganska nära oss, låter oss detaljstudera eldflugan utan att ha de bländande ljuset från bilen som förstör för oss.

Friflytande objekt som CFBDSIR2149 antas ha bildats antingen som vanliga planeter som kastats ut från sina stjärnsystem, eller ensamma som de minsta stjärnorna eller som bruna dvärgar. I vilket fall som helst är dessa objekt intressanta - antingen om de är planeter utan stjärnor, eller om de är de minsta möjliga objekt på den skala som spänner från de tyngsta stjärnorna till de minsta bruna dvärgarna.

- Dessa objekt är viktiga, eftersom de kan hjälpa oss förstå mer om antingen hur planeter kastas ut från planetsystem, eller hur de allra lättaste objekten kan uppstå i stjärnbildningsprocesser. Om detta lilla objekt är en planet som kastats ut från sitt hemsystem, bekräftar det existensen av föräldralösa världar som driver omkring i ensamhet i rymden.

Sådana världar skulle kunna vara vanliga - kanske lika vanliga som stjärnor [6]. Om CFBDSIR2149 inte hänger samman med stjärndriften AB Doradus är det klurigare att vara säker på dess egenskaper, och den kan istället karaktäriseras som en liten brun dvärg. Båda dessa scenarier ställer viktiga frågor om hur planeter och stjärnor bildas och beter sig.

- Fler observationer kan bekräfta om CFBDSIR2149 är en friflytande planet. Detta objekt kan användas som ett riktvärde för att förstå fysiken hos liknande exoplaneter som kommer att upptäckas av framtida hög-kontrast instrument, inklusive instrumentet SPHERE som kommer att installeras på VLT, säger Philippe Delorme.

Noter

[1] Åtskilliga kandidater för dessa slags planeter har hittats förut (med pressreleaser och forskningsartiklar till exempel från Science Magazine, Nature, Royal Astronomical Society). De blev kända under 1990-talet då astronomer upptäckte att gränsen mellan en brun dvärg och en planet är svår att bestämma. Nyare studier har föreslagit att det borde finnas många sådana små kroppar i vår galax, med en population som skulle kunna vara dubbelt så stor som Vintergatans huvudseriestjärnor.

[2] Objektet upptäcktes i infraröda observationer som en del av kartläggningen Canada-France Brown Dwarfs Survey (CFBDS), som är ett projekt där man letar efter kalla bruna dvärgar. Objektet kallas också CFBDSIR J214947.2-040308.9.

[3] Teamet observerade CFBDSIR2149 med kameran WIRCam på Kanada-Frankrike Hawaii-teleskopet CFHT på Hawaii, samt med kameran SOFI på ESO:s teleskop NTT (New Technology Telescope) i Chile. Bilderna är tagna vid olika tidpunkter för att kunna bestämma objektets rörelse på himlen och jämföra den med medlemmarna i den rörliga stjärnhopen AB Doradus. Atmosfären studerades med hjälp av spektrografen X-shooter på ESO:s teleskop VLT vid observatoriet i Paranal.

[4] Om planeten hänger ihop med stjärndriften AB Doradus kan planetens massa preciseras till mellan 4 och 7 gånger Jupiters, med en effektiv temperatur av ungefär 430 grader Celsius. Planetens ålder borde då vara samma som gruppen själv - mellan 50 och 120 miljoner år.

[5] Teamets statistiska analys av stjärnans egenrörelse - ändringen i dess position på himlen varje år - visar en 87 procents sannolikhet att objektet är associerat med stjärndriften AB Doradus, och mer än 95 procents sannolikhet att den är tillräckligt ung för att dess massa ska vara som en planets. Därför är det mer sannolikt att det är en planet än en misslyckad stjärna. Fler avlägsna planemo-kandidater har tidigare hittats i väldigt unga stjärnhopar, men de har inte kunnat detaljstuderas.

[6] Dessa friflytande objekt kan också avslöjas när de passerar framför en stjärna. Ljuset som färdas mot oss från bakgrundsstjärnan böjs och förvrids av objektets gravitation, vilket gör att stjärnan plötsligt och under en kort tid lyser starkare - en process som kallas gravitationell mikrolinsning. Kartläggningar av sådana händelser, till exempel OGLE, kan ha upptäckt friflytande planeter på detta sätt (till exempel ett mikrolinsnings-experiment publicerat i Nature 2011).

Mer information

Resultaten presenteras i en forskningsartikel, “CFBDSIR2149-0403: a 4-7 Jupiter-mass free-floating planet in the young moving group AB Doradus?” som publiceras i forskningstidskriften Astronomy & Astrophysics den 14 november 2012.

Teamet består av P. Delorme (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrike [IPAG]), J. Gagné (Université de Montréal, Kanada), L. Malo (Université de Montréal, Kanada), C. Reylé (Université de Franche Comté, Frankrike), E. Artigau (Université de Montréal, Kanada), L. Albert (Université de Montréal, Kanada), T. Forveille (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, France [IPAG]), X. Delfosse (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble, CNRS/Université Joseph Fourier, Frankrike [IPAG]), F. Allard (Université Claude Bernard Lyon 1, Frankrike), D. Homeier (Université Claude Bernard Lyon 1, Frankrike).

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 det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) drivs av National Research Council of Canada, Institut National des Sciences de l'Univers of the Centre National de la Recherche Scientifique of France, och University of Hawaii.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Bilder på VLT
• Mer information om SPHERE

Kontakter

Philippe Delorme
IPAG-OSUG (Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble)
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 51 49 42
E-post: philippe.delorme@obs.ujf-grenoble.fr

Jonathan Gagné
Université de Montréal
Montréal, Canada
Tel: +1 514 343 6111 #3219
E-post: jonathan.gagne@astro.umontreal.ca

Xavier Delfosse
IPAG-OSUG (Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble)
Grenoble, France
Tel: +33 4 76 63 55 10
E-post: xavier.delfosse@obs.ujf-grenoble.fr

Olivier Hernandez
Université de Montréal
Montréal, Canada
Tel: +1 514 343 6111 #4681
E-post: olivier@astro.umontreal.ca

Céline Reylé
Observatoire de Besançon
Besançon, France
Tel: +33 3 81 66 69 01
E-post: celine.reyle@obs-besancon.fr

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

Christian Veillet
Canada-France-Hawaii Telescope
Kamuela, Hawaii, USA
Tel: +1 808 938 3905
E-post: veillet@cfht.hawaii.edu

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 eso1245 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.