Lehdistötiedote

Uraauurtavassa taivaankartoituksessa on tutkittu planeettojen syntymän salaisuuksia kymmenien tähtien ympäriltä

5. maaliskuuta 2024, Turku

Ryhmä tähtitieteilijöitä on useissa tutkimuksissaan selvittänyt planeettojen muodostumisen kiehtovaa ja monimutkaista prosessia. Euroopan eteläisen observatorion Chilessä sijaitsevalla ESO:n VLT-teleskoopilla (Very Large Telescope) otetut upeat kuvat ovat yksi kaikkien aikojen laajimmista planeettoja muodostavien kiekkojen tutkimuksista. Tutkimus kokoaa yhteen havaintoja yli 80:stä nuoresta tähdestä, joiden ympärillä saattaa parhaillaan muodostua planeettoja. Tutkimus antaa tähtitieteilijöille runsaasti tietoa ja ainutlaatuisen käsityksen siitä, miten planeetat syntyvät galaksimme eri alueilla.

"Tämä on todellinen muutos tutkimusalallamme", sanoi Christian Ginski, Irlannin Galwayn yliopiston lehtori ja yhden kolmesta tänään Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistun artikkelin pääkirjoittaja. "Olemme siirtyneet yksittäisten tähtijärjestelmien intensiivisestä tutkimuksesta tähän laajaan yleisnäkymään koko tähtien muodostumisalueista."

Tähän mennessä on löydetty yli 5000 planeettaa, jotka kiertävät muita tähtiä kuin Aurinkoa. Nämä planeettakunnat poikkeavat usein huomattavasti omasta aurinkokunnastamme. Jotta ymmärrämme, mistä ja miten tämä monimuotoisuus syntyy, tähtitieteilijöiden on havaittava useita pöly- ja kaasukiekkoja, jotka ympäröivät nuoria tähtiä. Nämä ovat planeettojen muodostumisen syntyalueita. Tällaisia kiekkoja löytyy parhaiten valtavista kaasupilvistä, joissa tähdet muodostuvat.

Uusissa kuvissa näkyy planeettoja muodostavien kiekkojen poikkeuksellinen monimuotoisuus, aivan kuten vanhemmissa planeettajärjestelmissä. "Joissakin näistä kiekoista on valtavia spiraalihaaroja, joita planeettojen monimutkainen baletti oletettavasti pyörittää", Ginski sanoi. "Toisissa näkyy renkaita ja suuria onkaloita, joita muodostuvat planeetat ovat kaivertaneet, kun taas toiset näyttävät tasaisilta ja olevan melkein lepotilassa kaiken tämän kaaoksen keskellä", lisäsi Antonio Garufi, Italian kansallisen astrofysiikan instituutin (INAF) Arcetrin astrofysikaalisen observatorion tähtitieteilijä ja yhden artikkelin pääkirjoittaja.

Ryhmä tutki yhteensä 86:ta tähteä kolmella eri tähtien muodostumisalueella. Näitä ovat Taurus ja Chamaeleon I, jotka molemmat ovat noin 600 valovuoden päässä Maasta, sekä Orion, joka on noin 1600 valovuoden päässä meistä sijaitseva kaasupilvi, jonka tiedetään olevan useiden Aurinkoa massiivisempien tähtien syntypaikka. Suuri kansainvälinen ryhmä, johon kuului tutkijoita yli 10:stä maasta keräsi havainnot yhteen. 

Tutkimusryhmä sai aineiston pohjalta useita tärkeitä oivalluksia. Esimerkiksi Orionissa havaittiin, että kahden tai useamman tähden ryhmissä on todennäköisesti vähemmän suuria planeettoja muodostavia kiekkoja. Tämä on merkittävä tulos, kun otetaan huomioon, että toisin kuin Auringollamme, useimmilla galaksimme tähdillä on seuralaisia. Tämän lisäksi alueen kiekkojen epätasainen ulkonäkö viittaa siihen, että niiden sisällä voi olla massiivisia planeettoja, jotka voivat aiheuttaa kiekkojen vääntymistä ja asennonmuutoksia.

Vaikka planeettoja muodostavat kiekot voivat ulottua satoja kertoja Maan ja Auringon välistä etäisyyttä kauemmas, niiden sijainti useiden satojen valovuosien päässä meistä saa ne näkymään yötaivaalla pieninä pisteinä. Tutkimusryhmä käytti kiekkojen havaitsemisessa ESO:n VLT-järjestelmään asennettua kehittynyttä Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch -instrumenttia (SPHERE). SPHERE:n huipputekninen tehokas adaptiivisen optiikan järjestelmä korjaa Maan ilmakehän turbulenssin vaikutuksia ja tuottaa teräviä kuvia kiekoista. Tämän ansiosta tutkimusryhmä pystyi kuvaamaan tähtien ympärillä olevia kiekkoja, joiden massa on vain puolet Auringon massasta ja jotka ovat tyypillisesti liian himmeitä useimmille muille nykyisin käytettävissä oleville instrumenteille. Tutkimusta varten kerättiin lisätietoja VLT:n X-shooter-instrumentilla, jonka avulla tähtitieteilijät pystyivät määrittämään, kuinka nuoria ja massiivisia tähdet ovat. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), jonka yhteistyökumppani ESO on, auttoi ryhmää ymmärtämään paremmin joidenkin tähtien osalta niiden ympärillä olevan pölyn määrää.

Teknologian kehittyessä tutkimusryhmä toivoo pääsevänsä vielä syvemmälle planeettoja muodostavien kohteiden ytimeen. Esimerkiksi ESO:n tulevan ELT-teleskoopin (Extremely Large Telescope) suuri 39-metrinen peili antaa tutkijoille mahdollisuuden tutkia nuorten tähtien ympärillä olevia sisimpiä alueita, joilla kallioplaneettoja, kuten meidän planeettamme, saattaa olla juuri muodostumassa . 

Toistaiseksi nämä upeat kuvat ovat tutkijoiden aarreaitta, joka auttaa selvittämään planeettojen muodostumisen mysteerejä. "On lähes runollista, että prosessit, jotka ovat matkan alku kohti planeettojen ja lopulta elämän muodostumista omassa aurinkokunnassamme, ovat näin kauniita", totesi Orion-tutkimusta johtanut Per-Gunnar Valegård, Amsterdamin yliopiston tohtorikoulutettava, ja Orion-tutkimuksen johtaja. Valegård, joka toimii myös osa-aikaisena opettajana Hilversumin kansainvälisessä koulussa Alankomaissa, toivoo, että kuvat innostavat hänen oppilaitaan ryhtymään tulevaisuudessa tutkijoiksi.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty kolmessa artikkelissa, jotka julkaistaan Astronomy & Astrophysics -lehdessä. Tässä tutkimuksessa käytetty data on otettu osana SPHERE-konsortiota ja sille myönnettyä havaintoaikaa, sekä osana ESO:n laajaa DESTINYS (Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars) -ohjelmaa.

1. “The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244005)

Tutkiimuksessa mukana ovat olleet: C. Ginski (University of Galway, Irlanti; Leiden Observatory, Leiden University, Alankomaat [Leiden]; Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Alankomaat [API]), R. Tazaki (API), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Ranska [Grenoble]), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), C. Dominik (API), Á. Ribas (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), N. Engler (ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Sveitsi), J. Hagelberg (Geneva Observatory, University of Geneva, Sveitsi), R. G. van Holstein (ESO Chile), T. Muto (Division of Liberal Arts, Kogakuin University, Japan), P. Pinilla (Max-Planck-Institut für Astronomie, Saksa [MPIA]; Mullard Space Science Laboratory, University College London, Yhdistynyt kuningaskunta), K. Kanagawa (Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Japan), S. Kim (Department of Astronomy, Tsinghua University, Kiina), N. Kurtovic (MPIA), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS, UCBL, Ranska), J. Milli (Grenoble), M. Momose (College of Science, Ibaraki University, Japan [Ibaraki]), R. Orihara (Ibaraki), N. Pawellek (Department of Astrophysics, University of Vienna, Itävalta), T. O. B. Schmidt (Hamburger Sternwarte, Saksa), F. Snik (Leiden), ja Z. Wahhaj (ESO Chile).

2. “The SPHERE view of the Taurus star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347586)

Tutkimusryhmään kuuluvat: A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia [INAF Arcetri]), C. Ginski (University of Galway, Irlanti), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Ranska; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Ranska [Grenoble]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Saksa), S. Pérez (Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS]; Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile [Santiago]), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Yhdistynyt kuningaskunta), A. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Yhdistynyt kuningaskunta), P. Weber (YEMS, Santiago), J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, Yhdysvallat), L. Cieza (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile [Diego Portales]; YEMS), C. Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Alankomaat [API]), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italia), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, Yhdysvallat), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, Yhdysvallat), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Université de Genève, Sveitsi), Th. Henning (Max Planck Institute for Astronomy, Saksa [MPIA]), M. R. Hogerheijde (Leiden Observatory, Leiden University, Alankomaat; API), M. Janson (Department of Astronomy, Stockholm University, Ruotsi), F. Ménard (Grenoble), S. Messina (INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania, Italia), M. R. Meyer (Department of Astronomy, The University of Michigan, Yhdysvallat), C. Pinte (School of Physics and Astronomy, Monash University, Australia; Grenoble), S. Quanz (ETH Zürich, Department of Physics, Sveitsi [Zürich]), E. Rigliaco (Osservatorio Astronomico di Padova, Italia [Padova]), V. Roccatagliata (INAF Arcetri), H. M. Schmid (Zürich), J. Szulágyi (Zürich), R. van Boekel (MPIA), Z. Wahhaj (ESO Chile), J. Antichi (INAF Arcetri), A. Baruffolo (Padova), ja T. Moulin (Grenoble).

3. “Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347452)

Tutkimuksessa mukana ovat olleet: P.-G. Valegård (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Alankomaat [API]), C. Ginski (University of Galway, Irlanti), A. Derkink (API), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), C. Dominik (API), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Yhdistynyt kuningaskunta), J. P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, Yhdysvallat), M. Benisty (University of Grenoble Alps, CNRS, IPAG, Ranska), T. Birnstiel (University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Saksa [LMU]; Exzellenzcluster ORIGINS, Saksa), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italia), G. Columba (Department of Physics and Astronomy "Galileo Galilei" - University of Padova, Italia; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Italia), M. Hogerheijde (API; Leiden Observatory, Leiden University, Alankomaat [Leiden]), R. G. van Holstein (European Southern Observatory, Chile), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, Yhdysvallat), M. Kenworthy (Leiden), C. F. Manara (European Southern Observatory, Saksa), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Yhdistynyt kuningaskunta), Ch. Rab (LMU; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Saksa), R. Sulaiman (Department of Physics, American University of Beirut, Lebanon), A. Zurlo (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) on kansainvälinen tähtitieteen tutkimusyksikkö, joka on ESO:n, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön NSF:n ja Japanin kansallisten luonnontiedeinstituuttien NINS:n välinen kumppanuushanke yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa sen jäsenmaiden puolesta Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiede- ja teknologianeuvoston (NSTC) kanssa, sekä Itä-Aasiassa  yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korean tähtitieteen ja avaruustieteiden instituutin (KASI) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa sen jäsenmaiden puolesta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Lue lisää ESO:n erittäin suuresta teleskoopista omalta verkkosivulta ja lehdistötiedotteesta
• Median edustaja:Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi  
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi

Yhteystiedot

Christian Ginski
University of Galway
Galway, Ireland
Sähköposti: christian.ginski@universityofgalway.ie

Antonio Garufi
INAF’s Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
Sähköposti: antonio.garufi@inaf.it

Per-Gunnar Valegård
University of Amsterdam
Sähköposti: p.g.valegard@uva.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (press contact Suomi)
ESO Science Outreach Network and University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Email: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso2405.