eso1016no — Pressemelding

Nye oppdagelser snur opp ned på teori om planetdannelse

13 April 2010

I dag offentliggjøres oppdagelsen av ni nye eksoplaneter på en vitenskapelig konferanse i Skottland. Planetene er av typen som passerer foran moderstjernen sin sett fra vårt ståsted og dermed svekker stjernelyset med jevne mellomrom. Når disse nye observasjonene ble kombinert med tidligere undersøkelser av liknende eksoplaneter, fikk astronomene seg en overraskelse: Seks av totalt 27 planeter i datasettet viser seg å gå i bane motsatt vei av det moderstjernen selv roterer – helt forskjellig fra situasjonen i vårt eget solsystem. Oppdagelsene innebærer en overraskende og alvorlig utfordring for de gjeldende teorier for planetdannelse. De kan også tyde på at jordlignende planeter neppe er å finne i planetsystemer som inneholder varme gasskjemper.

"Det er en aldri så liten bombe vi slipper i dette forskningsfeltet," sier Amaury Triaud. Triaud er PhD-student ved Genève-observatoriet og har sammen med Andrew Cameron og Didier Queloz ledet en stor del av observasjonene.

Planeter antas å dannes i gass- og støvskivene som omkranser unge stjerner. En slik protoplanetarisk skive roterer samme vei som stjernen selv, og fram til nå forventet man at planetene som ble dannet fra skiven, ville kretse i noenlunde samme plan og at de ville gå i bane i samme retning som stjernens rotasjon. Dette er tilfelle for planene i solsystemet vårt.

De ni nye eksoplanetene [1] ble først funnet med WASP-prosjektet (Wide Angle Search for Planets [2]). Deretter brukte astronomene HARPS-spektrografen på ESOs 3,6-metersteleskop ved La Silla-observatoriet i Chile, sammen med data fra Euler-teleskopet (også ved La Silla) og andre observatorier, for å bekrefte oppdagelsene og finne ut mer om eksoplanetene fra både denne studien og tidligere prosjekter. Felles for alle disse planetene er at de ble oppdaget med passasjemetoden [3].

Da teamet kombinerte de nye dataene med tidligere observasjoner, fant de til sin store overraskelse at omløpsbanene til mer enn halvparten av alle såkalte "hot Jupiters", dvs. varme jupiterlignende gasskjemper [4], ikke ligger i moderstjernens ekvatorplan. Dessuten har seks av eksoplanetene i denne utvidede studien (to av de seks er nyoppdagede planeter) såkalt retrograd bevegelse: De kretser "feil" vei rundt moderstjernen.

"De nye resultatene utfordrer den tradisjonelle oppfatningen om at planeter alltid bør kretse i bane samme vei som moderstjernen deres roterer," sier Andrew Cameron ved St. Andrews-universitetet. Han fikk æren av å presentere funnene på Storbritannias National Astronomy Meeting 2010 i Glasgow denne uken.

Helt siden de første varme kjempeeksoplanetene ble oppdaget for 15 år siden, har deres opphav vært gåtefullt. Dette er planeter med masse omtrent som eller større enn Jupiter, men som kretser svært nær sine soler. Kjernene til kjempeplaneter antas å dannes fra en blanding av stein- og ispartikler som bare finnes i de kalde, ytre delene av planetsystemene. Varme gasskjemper må derfor bli til langt vekk fra moderstjernen og deretter "migrere" innover mot baner som ligger mye nærmere stjernen. Mange astronomer antok at dette skjedde som følge av gravitasjonelle vekselvirkninger med støvskiven planetene ble dannet fra. En slik prosess vil ta noen millioner år og sluttresultatet er en bane som ligger parallelt med moderstjernens ekvatorplan. Prosessen gir også mulighet for at jordlignende steinplaneter kan dannes etterpå. Men den kan dessverre ikke forklare de nye observasjonene.

En ny migrasjonsteori foreslår at den korte avstanden mellom varme gasskjemper og deres moderstjerner ikke skyldes vekselvirkninger med støvskiven, men derimot en flere hundre millioner år lang utviklingsprosess som involverer en gravitasjonell dragkamp med fjerne planet- eller stjernekompanjonger. Etter at disse gravitasjonelle forstyrrelsene har dyttet kjempeplaneten inn i en skjev og avlang bane, vil den utsettes for tidevannsfriksjon og miste energi hver gang den svinger nær moderstjernen. Til slutt vil den falle til ro nær stjernen i en nesten sirkulær bane med tilfeldig helning. "En dramatisk bieffekt av denne prosessen er at kjempeplaneten vil utslette eventuelle mindre, jordlignende kloder," sier Didier Queloz ved Genève-observatoriet.

Det er allerede oppdaget fjerne og massive kompanjonger til to av de nyoppdagede retrograde eksoplanetene, og disse kan være årsaken til de "feilorienterte" banene. De nye forskningsresultatene vil utløse en intensiv jakt etter flere kloder i andre kjente planetsystemer.

Denne studien presenteres på National Astronomy Meeting 2010 (i regi av Royal Astronomical Society) som finner sted i Glasgow i Skottland denne uken. På møtet offentliggjøres ni artikler som på forhånd er sendt inn til internasjonale forskningsjournaler. Fire av dem anvender data fra ESOs observatorier. WASP-konsortiet er også blitt tildelt en pris på møtet, nemlig Royal Astronomical Society Group Achievement Award for 2010.

Fotnoter

[1] Antall kjente eksoplaneter, altså planeter rundt andre stjerner enn Sola, er nå oppe i 454.

[2] De ni nyoppdagede eksoplanetene ble funnet av Wide Angle Search for Planets (WASP), som består av to robotteleskoper. Hvert av dem har åtte vidvinkelkameraer som kontinuerlig overvåker natthimmelen og jakter på eksoplaneter ved hjelp av passasjemetoden. En passasje inntreffer når en planet passerer foran moderstjernen sin og dermed midlertidig svekker stjernelyset ørlite grann. Flere millioner stjerner kan overvåkes samtidig med de åtte kameraene, noe som er helt nødvendig for å finne disse meget sjeldne tilfellene. WASP-prosjektet drives av et konsortium bestående av bl.a. Queen's University Belfast, Keele University, Leicester University, St Andrews University, Open University, Isaac Newton Group på La Palma og Instituto de Astrofisica de Canarias på Kanariøyene.

[3] For å kunne bekrefte funnet av en eksoplanet oppdaget med passasjemetoden og beskrive den nærmere, er det nødvendig å gjøre oppfølgingsobservasjoner. Nærmere bestemt går dette ut på å bestemme moderstjernens radielle hastighet, dvs. "slingringen" til stjernen idet den går rundt (det felles) massesenteret til planeten og seg selv. Målingene utføres med et verdensomspennende nettverk av teleskoper utstyrt med følsomme spektrometre. På den nordlige halvkule ledes observasjonene av Nordisk Optisk Teleskop (et mye brukt teleskop blant norske astronomer) på Kanariøyene og SOPHIE-instrumentet på 1,93-metersteleskopet ved Haute-Provence-observatoriet i Frankrike. På den sørlige himmelhalvkule ble planetjegeren HARPS på ESOs 3,6-metersteleskop og CORALIE-spektrometeret på det sveitsiske Euler-teleskopet (begge ved La Silla-observatoriet) brukt for å bekrefte planetfunnene og måle vinkelen mellom planetbanen og moderstjernens ekvatorplan.

To robotteleskoper tilhørende Las Cumbres-observatoriet, plassert på hhv. Hawaii og i Australia, tok seg av lysstyrkemålingene som astronomene utledet planetenes størrelser fra. Ytterligere oppfølgingsobservasjoner av WASPs eksoplanetkandidater ble utført med Euler-teleskopet ved La Silla-observatoriet (i samarbeid med kolleger ved Genève-observatoriet), Nordisk Optisk Teleskop på La Palma og 1,93-metersteleskopet ved Haute-Provence-observatoriet i Frankrike (i samarbeid med kolleger ved Institut d'Astrophysique de Paris og Laboratoire d'Astrophysique de Marseille).

Undersøkelsene av banehelningen til WASP-planetene ble utført med HARPS-instrumentet på ESOs 3,6-metersteleskop og med CORALIE-spektrometeret på det sveitsiske Euler-teleskopet, begge ved La Silla-observatoriet på den sørlige halvkulen, og med Tautenburg-observatoriet, McDonald-observatoriet og Nordisk Optisk Teleskop på den nordlige halvkule.

[4] "Hot Jupiters", eller det vi kan oversette med varme jupiterlignende planeter eller varme gasskjemper, er planeter med masse tilsvarende eller større enn Jupiter, men som kretser rundt moderstjernen sin mye nærmere enn noen av planetene i vårt solsystem gjør. Siden de er både store og nære moderstjernen, er de lettere å oppdage enn andre eksoplaneter: De utøver større gravitasjonskraft på stjernene sine, og det er i tillegg større sannsynlighet for at de skal passere foran stjerneskiven. Størsteparten av de første eksoplanetene som ble funnet, tilhørte nettopp denne kategorien.

Mer informasjon

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og VISTA, verdens største kartleggingsteleskop. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

Didier Queloz
Geneva Observatory, University of Geneva
Geneva, Switzerland
Tlf.: +41 22 379 2477
E-post: didier.queloz@unige.ch

Andrew Collier Cameron
University of St Andrews
Scotland
Tlf.: +44 1334 463147
E-post: Andrew.Cameron@st-and.ac.uk

Henri Boffin
ESO La Silla-Paranal/E-ELT Press Officer
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6222
Mob.: +49 174 515 43 24
E-post: hboffin@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1016 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1016no
Type:• X - Stars
Facility:ESO 3.6-metre telescope, Swiss 1.2-metre Leonhard Euler Telescope
Science data:2010ApJ...709..159A
2010AJ....140.2007M
2010A&A...524A..25T
2010A&A...517L...1Q

Bilder

Artist’s impression of an exoplanet in a retrograde orbit
Artist’s impression of an exoplanet in a retrograde orbit
kun på engelsk
Gallery of exoplanets with retrograde orbits (artist's impression)
Gallery of exoplanets with retrograde orbits (artist's impression)
kun på engelsk
Artist’s impression of an exoplanet in a retrograde orbit (without additional graphics)
Artist’s impression of an exoplanet in a retrograde orbit (without additional graphics)
kun på engelsk

Videoer

Artist’s impression of an exoplanet WASP 8b in a retrograde orbit
Artist’s impression of an exoplanet WASP 8b in a retrograde orbit
kun på engelsk

Se også