eso1301no — Pressemelding

ALMA kaster lys over planetdannende gasstrømmer

Enorme strømmer fôrer voksende kjempeplaneter med gass

2 January 2013

Ved hjelp av ALMA-teleskopet (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har astronomer for første gang fått innblikk i en viktig fase i dannelsen av kjempeplaneter. Det er funnet enorme gasstrømmer som strekker seg over en åpning i gass- og støvskiven omkring en ung stjerne. Ikke før nå har man klart å gjøre direkte observasjoner av slike strømmer, som man antar skyldes voksende kjempeplaneter som suger til seg gass. Forskningsresultatene publiseres i tidsskriftet Nature 2. januar 2013.

Det internasjonale forskerteamet studerte den unge stjernen HD 14252 drøyt 450 lysår unna Jorda. Den omgis av en skive av gass og kosmisk støv – restene etter skyen stjernen ble dannet fra. Den støvete skiven er delt opp i en indre og en ytre del. Imellom ligger en åpning, som antas å ha blitt til ved at store, nydannede gassplaneter har ryddet banene sine mens de kretset rundt moderstjernen. Den indre skiven rekker ut til en avstand tilsvarende Saturns bane i vårt eget solsystem, mens den ytre skiven begynner omtrent 14 ganger lenger ut. Sistnevnte omgir ikke stjernen fullstendig; i stedet er den formet omtrent som en hestesko, sannsynligvis på grunn av gravitasjonskraften fra kjempeplanetene i bane innenfor.

Ifølge dagens teorier vokser kjempeplaneter ved å trekke til seg gass fra den ytre skiven. Gasstrømmene som oppstår, danner broer over gapet i skiven.

"Astronomer har forutsagt eksistensen av slike strømmer, men dette er første gang vi har vært i stand til å se dem direkte," sier teamleder Simon Casassus (Universidad de Chile, Chile). "Takket være det nye ALMA-teleskopet har vi kunnet gjøre direkte observasjoner som belyser teoriene for hvordan planeter fødes!"

Casassus og teamet brukte ALMA for å undersøke gassen og det kosmiske støvet omkring stjernen i finere detaljer og tettere på stjernen enn det hittil har vært mulig med denne type teleskoper. Dessuten, i motsetning til teleskoper som opererer i infrarødt eller synlig lys, påvirkes ikke ALMAs observasjoner ved submillimeterbølgelengder av lysskjæret fra stjernen. Åpningen i den støvete skiven var allerede kjent, men de nye ALMA-observasjonene avslører diffus, tiloversbliven gass i åpningen, samt to tettere gasstrømmer, som går fra den ytre til den indre skiven.

"Vi tror det skjuler seg en kjempeplanet i hver av de to strømmene, og at det er planetene selv som forårsaker dem. Planetene feter seg opp ved å tiltrekke seg noe av gassen i den ytre skiven. Skjønt det blir en del grising når de spiser: Store gassrester farer nemlig forbi planetene og inn til den indre skiven rundt stjernen," forklarer teammedlem Sebastián Pérez (Universidad de Chile).

Observasjonene gir også svar på et annet spørsmål angående skiven rundt HD 14252. Stjernen, i likhet med planetene, er fortsatt i ferd med å dannes, og tilføres stadig materiale fra den indre skiven. Denne skiven ville allerede vært oppslukt hadde det ikke vært for at den får påfyll. Astronomene fant ut at mengden av restgass som overføres til den indre skiven, akkurat er tilstrekkelig for å opprettholde skiven og dessuten mate den voksende stjernen.

Dette er også første gang man har funnet diffus gass i åpningen i skiven. "Astronomer har lett etter denne gassen i lang tid, og man har bare hatt indirekte bevis for den. Nå, med ALMA, kan vi se den direkte," uttaler Gerrit van der Plas, en av de andre medlemmene av forskerteamet.

Den overskytende gassen gir ytterligere støtte til teorien om at strømmene er forårsaket av kjempeplaneter og ikke enda større objekter som eksempelvis en ledsagerstjerne. "En stjerne ville ha rensket hele åpningen og ikke etterlatt noe gass. Ved å se på hvor mye gass som er igjen der, kan vi muligens klare å bestemme massen til objektene som lager denne åpningen," føyer Pèrez til.

Hva med selve planetene? Casassus forklarer at han ikke er overrasket over at de ikke klarte å se dem direkte. "Vi søkte etter planetene med toppmoderne infrarøde instrumenter på andre teleskoper. Vi antar dog at disse ikke ferdig utviklede planetene fortsatt er innhyllet i de nyoppdagede gasstrømmene, som er bortimot umulige å trenge gjennom. Sjansen for å se planetene direkte er derfor ikke så stor."

Ikke desto mindre håper astronomene å finne ut mer om de antatte planetene ved å studere gasstrømmene og den diffuse gassen i skiveåpningen. ALMA er fortsatt under bygging og har enda ikke nådd sitt endelige potensial. Når teleskopet står ferdig i 2013, vil det ha enda skarpere syn, og nye observasjoner av gasstrømmene kan kanskje gjøre det mulig for astronomene å bestemme planetenes egenskaper, inkludert deres masser.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i tidsskriftet Nature 2. januar 2013: "Observations of gas flows inside a protoplanetary gap."

Forskerteamet består av S. Casassus (Universidad de Chile, Chile; Millennium Nucleus for Protoplanetary Disks – Ministry of Economy, Chilean Government), G. van der Plas (Universidad de Chile, Chile), S. Pérez M. (Universidad de Chile, Chile), W. R. F. Dent (Joint ALMA Observatory, Chile; European Southern Observatory, Chile), E. Fomalont (NRAO, USA), J. Hagelberg (Observatoire de Genève, Sveits), A. Hales (Joint ALMA Observatory, Chile; NRAO, USA), A. Jordán (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), D. Mawet (European Southern Observatory, Chile), F. Ménard (CNRS / INSU, France; Universidad de Chile, Chile; CNRS/UJF Grenoble, Frankrike), A. Wootten (NRAO, USA), D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), A. M. Hughes (U. C. Berkeley, USA), M. R. Schreiber (Universidad Valparaiso, Chile), J. H. Girard (European Southern Observatory, Chile), B. Ercolano (Ludwig-Maximillians-Universität, Tyskland), H. Canovas (Universidad Valparaiso, Chile), P. E. Román (University of Chile, Chile), og V. Salinas (Universidad de Chile, Chile).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ALMA er i Europa finansiert av ESO, i Nord-Amerika av det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan. I Øst-Asia er ALMA finansiert av National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller 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 driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Simon Casassus
Universidad de Chile
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 9771137
E-post: scasassus@u.uchile.cl

Douglas Pierce-Price
ESO Public Information Officer
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

John Stoke
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
Charlottesville, USA
Tlf.: +1 434 244 6816
E-post: jstoke@nrao.edu

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1301 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 astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1301no
Navn:HD 142527
Type:• Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013Natur.493..191C

Bilder

Kunstnerisk framstilling av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
Kunstnerisk framstilling av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
ALMA-observasjoner av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
ALMA-observasjoner av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
Sammenligning: ALMA-observasjonene (t.v.) og en kunstnerisk framstilling (t.h.) av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
Sammenligning: ALMA-observasjonene (t.v.) og en kunstnerisk framstilling (t.h.) av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
Posisjonen til den unge stjernen HD 14252 i stjernebildet Ulven
Posisjonen til den unge stjernen HD 14252 i stjernebildet Ulven

Videoer

Kunstnerisk framstilling av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
Kunstnerisk framstilling av skiven og gasstrømmene rundt HD 14252
Den unge stjernen HD 14252 (zoom)
Den unge stjernen HD 14252 (zoom)

Se også