Lehdistötiedote

Planeetanmuodostus meneillään?

Tähtitieteilijät ovat saattaneet havaita ensimmäisen nuorta tähteä ympäröivää syntymäkiekkoa raivaavan kohteen

24. helmikuuta 2011

Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on onnistunut tutkimaan nuorta tähteä ympäröivää lyhytaikaista materiakiekkoa planeettajärjestelmän muodostuksen alkuvaiheissa ESO:n VLT-teleskooppia käyttäen. Ensimmäistä kertaa on havaittu tähden pieni kumppani, joka saattaa olla syynä kiekossa olevaan leveään aukkoon. Tulevat havainnot vahvistavat onko tämä kumppani planeetta vai ruskea kääpiötähti.

Planeetat muodostuvat nuoria tähtiä ympäröivän kiekon materiaalista, mutta siirtymä pölykiekosta planeettajärjestelmään on nopea ja vain harvat kohteet havaitaan tämän vaiheen aikana [1]. Yksi tällainen kohde on T Chamaeleontis (T Cha), himmeä tähti eteläisen taivaan Kameleontin tähtikuviossa. Se on Auringon kaltainen, mutta aivan elämänsä alussa [2]. T Cha on noin 330 valovuoden etäisyydellä Maasta ja vain noin seitsemän miljoonan vuoden ikäinen. Tähän mennessä näissä siirtymävaiheen kiekoissa ei ole havaittu planeettoja, joskin planeettoja on nähty aiemmin vanhemmissa kiekoissa (eso0842, heic0821).

"Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että T Cha on erinomainen kohde planeettajärjestelmien muodostumisen tutkimiseen," huomauttaa Johan Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Saksa), yksi uutta tutkimusta käsittelevien Astronomy & Astrophysics -julkaisusarjassa ilmestyneiden kahden artikkelin pääkirjoittajista. "Mutta tämä tähti on varsin etäinen ja koko VLTI:n (VLT-teleskoopin interferometri) teho tarvittiin hyvin pienten yksityiskohtien erottamiseen ja sen näkemiseen mitä pölykiekossa tapahtuu."

Tähtitieteilijät havaitsivat T Cha -tähteä ensin käyttäen AMBER-havaintolaitetta ja VLTI:tä [3]. He huomasivat, että osa kiekon materiaalista muodosti kapean pölyrenkaan vain noin 20 miljoonan kilometrin etäisyydellä tähdestä. Tämän sisemmän kiekon ulkopuolelta he löysivät pölystä vapaan alueen ja ulomman kiekon, joka ulottui tähdestä ulospäin alkaen 1.1 miljardin kilometrin etäisyydeltä.

Nuria Huélamo (Centro de Astrobiologia, ESAC, Espanja), toisen artikkelin pääkirjoittaja jatkaa kertomusta: "Meille aukko T Cha:n pölykiekossa oli pitävä todiste ja kysyimme itseltämme: saattaisimmeko todistaa aukkoa raivaavaa kumppania tähden protoplanetaarisessa kiekossa?"

Himmeän kumppanin löytäminen noin läheltä kirkasta tähteä on kuitenkin valtaisa haaste ja tutkimusryhmän täytyi käyttää VLT:n NACO-havaintolaitetta uudella ja tehokkaalla tavalla, jota kutsutaan harvaksi apertuurimaskaukseksi, saavuttaakseen tavoitteensa [4]. Tarkan analyysin jälkeen he löysivät selvän jäljen pölykiekon aukossa olevasta kappaleesta, noin miljardin kilometrin etäisyydellä tähdestä - hieman kauempana kuin Jupiter on Auringosta - ja lähellä aukon ulkoreunaa. Tämä on ensimmäinen havainto tähteä paljon pienemmästä kohteesta tähden planeettoja muodostavan pölykiekon aukossa. Todisteet viittaavat siihen, että kumppani ei voi olla normaali tähti [5], mutta se voi olla joko pölyn peittämä ruskea kääpiötähti [6] tai, mikä on vielä jännittävämpää, hiljattain muodostunut planeetta.

Huélamo sanoo lopuksi: "Tämä on merkittävä tutkimus, joka yhdistää kaksi erilaista ESO:n Paranalin observatorion huippuhavaintolaitetta. Tulevat havainnot auttavat meitä saamaan enemmän selville kumppanista ja kiekosta sekä ymmärtämään mikä ruokkii sisempää pölykiekkoa."

Lisähuomiot

[1] Siirtymävaiheen kiekot voidaan havaita koska niistä lähtee vähemmän säteilyä keskipitkillä infrapuna-aallonpituuksilla. Puuttuva säteily voi selittyä pölykiekkoon muodostuvilla aukoilla ja pölyn kaikkoamisella tähden läheltä. Hiljattain muodostuneet planeetat ovat voineet synnyttää nämä aukot, joskin myös muita vaihtoehtoja on olemassa.

[2] T Cha on T Tauri -tähti, hyvin nuori tähti, joka yhä supistuu kohti pääsarjaa.

[3] Tähtitieteilijät käyttivät AMBER-havaintolaitetta (Astronomical Multi-BEam comnineR) ja VLTI:tä yhdistääkseen valon kaikista neljästä 8.2-metrisestä VLT-teleskoopin yksiköstä luoden täten halkaisijaltaan 130-metrisen "virtuaaliteleskoopin".

[4] NACO (tai kokonaisuudessaan NAOS-CONICA) on ESO:n VLT-teleskooppiin kiinnitetty adaptiivisen optiikan havaintolaite. Kiitos adaptiivisen optiikan tähtitieteilijät voivat poistaa suurimman osan ilmakehän aiheuttamasta sumentavasta vaikutuksesta ja siten saada erittäin teräviä kuvia. Tutkimusryhmä käytti NACOa uudella tavalla, jota kutsutaan harvaksi apertuurimaskaukseksi, etsiäkseen tähden kumppania. Tämä on tietyntyyppistä interferometriaa, jossa ei yhdistetä useasta teleskoopista tulevaa valoa, kuten VLTI:ssä, vaan käytetään yhden teleskoopin peilin eri osia (tässä tapauksessa VLT:n yksikköteleskooppi 4:n peiliä). Tämä uusi tekniikka on erityisen hyvä etsittäessä himmeitä kohteita hyvin lähellä kirkasta kohdetta. VLTI/AMBER on parempi tutkittaessa sisemmän kiekon rakennetta ja vähemmän herkkä kaukaisen kumppanin vaikutukselle.

[5] Tähtitieteilijät etsivät tähden kumppania käyttäen NACO:a kahdella eri spektrialueella - noin 2.2 mikrometrin ja 3.8 mikrometrin alueilla. Kumppani näkyy vain pitemmillä aallonpituuksilla, joten kohde on joko viileä, kuten planeetta, tai pölyn peittämä ruskea kääpiötähti.

[6] Ruskeat kääpiöt ovat kohteita, joiden koko on tähden ja planeetan väliltä. Ne eivät ole tarpeeksi massiivisia fuusioidakseen vetyä ytimissään, mutta ovat suurempia kuin Jupiterin kaltaiset jättiläisplaneetat.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esiteltiin kahdessa tieteellisessä julkaisussa: Olofsson et al. 2011, "Warm dust resolved in the cold disk around TCha with VLTI/AMBER", ja Huélamo et al. 2011, "A companion candidate in the gap of the T Cha transitional disk", jotka ilmestyvät julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics.

Tutkimusryhmään kuuluvat J. Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Heidelberg, Saksa), M. Benisty (MPIA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble [IPAG], Ranska) C. Pinte (IPAG), F. Ménard (IPAG), E. Tatulli (IPAG), J.-P. Berger (ESO, Santiago, Chile), F. Malbet (IPAG), B. Merín (Herschel Science Centre, Madrid, Espanja), E. F. van Dishoeck (Leiden University, Alankomaat), S. Lacour (Observatoire de Paris, Ranska), K. M. Pontoppidan (California Institute of Technology, USA), J.-L. Monin (IPAG), J. M. Brown (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa), G. A. Blake (California Institute of Technology), N. Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Espanja), P. Tuthill (University of Sydney, Australia), M. Ireland (University of Sydney), A. Kraus (University of Hawaii) and G. Chauvin (Université Joseph Fourier, Grenoble, Ranska).

ESO, Euroopan eteläinen observatorio, on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, 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, sekä VISTA, maailman suurin kartoitusteleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 42-metristä optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tieteelliset julkaisut (Olofsson, J. et. al., Huélamo, N. et. al.)
• Valokuvia VLT:stä

Yhteystiedot

Dr. Nuria Huélamo
Center of Astrobiology (INTA-CSIC)
Madrid, Spain
Puh.: +34 91 813 1234
Sähköposti: nhuelamo@cab.inta-csic.es

Dr. Johan Olofsson
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Puh.: +49 6221 528 353
Sähköposti: olofsson@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

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