Pressmeddelande
ALMA upptäcker tre nyfödda planeter runt nyfödd stjärna
Ny metod hittar galaxens yngsta planeter
13 juni 2018
Två forskarlag har oberoende av varandra och med hjälp av ALMA presenterat övertygande bevis för tre unga planeter som kretsar kring den mycket unga stjärnan HD 163296. Genom att identifiera tre störningar i den gasfyllda skivan som omger den unga stjärnan kunde astronomerna få fram de starkaste bevisen hittills att nybildade planeter går i bana kring stjärnan. Planeterna anses vara de första som upptäckts med hjälp av ALMA.
Teleskopet ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har gett oss en helt ny bild av de protoplanetära skivorna – de gas- och dammfyllda planetfabrikerna som omger unga stjärnor. De ringar och glapp som upptäckts i dessa skivor pekar på att att där borde finnas protoplaneter [1]. Men även andra fenomen skulle kunna skapa dessa eggande tecken.
Nu har dock två forskarlag med en ny typ av metod för att leta efter planeter kunnat bekräfta tydliga tecken på nybildade planeter som kretsar kring en nyfödd stjärna [2].
Christophe Pinte, astronom vid Monash University i Australien och Grenobles institut för planetologi och astrofysik (Université de Grenoble-Alpes / CNRS) i Frankrike, är förstaförfattare till en av de två forskningsartiklarna.
– Genom att uppmäta gasflödet inuti en protoplanetär skiva kan vi med större säkerhet fastställa att det finns planeter runt en ung stjärna. Denna teknik erbjuder oss en lovande ny riktning för att förstå hur planetsystem bildas, säger han.
För dessa upptäckter analyserade vardera av forskarlagen observationer från ALMA av HD 163296, en ung stjärna ungefär 330 ljusår från jorden i stjärnbilden Skytten [3]. Denna stjärna är cirka två gånger så massiv som solen men är bara fyra miljoner år gammal, drygt en tusendel av solens ålder.
Richard Teague är astronom vid University of Michigan och förstaförfattare till den andra forskningsartikeln.
– Vi studerade de småskaliga rörelserna i gasen inuti en stjärnas protoplanetära skiva. Detta helt nya tillvägagångssätt har avslöjat några av de yngsta planeterna i vår galax, tack vare högupplösta bilder från ALMA, säger han.
Istället för att fokusera på stoftet inuti skivan, som tydligt avbildats i tidigare observationer med ALMA, har astronomer istället studerat utbredningen av kolmonoxidgas i skivan. CO-molekyler avger mycket distinkt ljus i millimetervåglängder som ALMA kan observera i detalj. Subtila förändringar i våglängden från detta ljus beror på dopplereffekten som avslöjar rörelser av gas i skivan.
Forskarlaget som leds av Teague identifierade två planeter som befinner sig cirka 12 miljarder och 21 miljarder kilometer från värdstjärnan. Det andra forskarlaget som leds av Pinte identifierade en planet cirka 39 miljarder kilometer från stjärnan [4].
De två forskarlagen använde variationer av samma teknik som letar efter anomalier i gasflödena, vilket framgår av CO-emissionens växlande våglängder och indikerar att gasen interagerar med ett massivt objekt [5].
I metoden som användes av Teague härledde man förändringar i gasflödet som var så små som några få procent. Detta avslöjade hur flera planeter kunde påverka gasens rörelser närmare stjärnan. Pintes metod, som mer direkt mätte upp gasflödet, passar bättre för att studera skivans yttre delar. Då kunde forskarna mer precist lokalisera den tredje planeten, men metoden gäller endast för större avvikelser i flödet som är större än omkring tio procent.
I båda fall identifierade forskarna områden där gasflöden inte stämde överens med omgivningen, lite grann som virvlarna runt en sten i en flod. Genom att noggrant analysera dessa rörelser kunde de tydligt upptäcka att här fanns planetliknande kroppar med massa som liknar Jupiters.
Med den nya metoden kan astronomer mer exakt uppskatta protoplaneters massor samtidigt som de kan undvika upptäckter som inte visar sig vara planeter.
– Nu håller vi på att flytta ALMA in i frontlinjen inom exoplanetupptäckter, säger Ted Bergin, medförfattare och astronom vid University of Michigan.
Båda forskarlag kommer att finslipa metoden och tillämpa den på andra skivor. De hoppas att bättre kunna förstå hur planeters atmosfärer bildas och vilka grundämnen och molekyler som skänks till en planet redan när den föds.
Noter
[1] Trots att tusentals exoplaneter har upptäckts under de senaste tjugo åren är upptäckten av protoplaneter ännu ett ämne vid forskningens absoluta framkant. Fram tills nu har inga otvetydiga upptäckter kunnat göras. Metoderna som idag används för att hitta exoplaneter i mogna planetsystem – såsom att mäta upp stjärnans vacklande eller när en stjärna bleknar när en planet passerar framför den – passar inte bra för att kunna upptäcka protoplaneter.
[2] Utan planeter rör sig gas runt en stjärna enligt ett enkelt och lätt förutsägbart mönster (keplersk rotation) som är nästan omöjligt att ändra både på ett lokalt och sammanhängande sätt utan att en relativt tungt objekt är inblandat som skapar störningarna.
[3] ALMA:s häftiga bilder av HD 163296 och andra liknande system har avslöjat spännande mönster av koncentriska ringar och glapp inom protoplanetära skivor. Glappen kan tyda på att här skapar protoplaneter fåror som skjuter bort delar av damm och gas från deras banor samtidigt som materialet också blir en del av deras atmosfärer. I en tidigare studie av just den här stjärnans skiva visade man att glappen i stoftet och i gasen överlappar med varandra, vilket tyder på att minst två planeter har bildats där.
Dessa första observationer gav dock bara indicier och kunde inte användas för att uppskatta planeternas massor.
[4] Detta motsvarar avstånd på 80, 140 och 260 gånger avståndet mellan jorden och solen.
[5] Metoden liknar den som ledde till upptäckten under 1800-talet av planeten Neptunus. I det fallet kunde oförklarliga avvikelser i Uranus bana spåras till gravitationskrafterna från en okänd himlakropp som senare upptäcktes med teleskop 1846 och blev solsystemets åttonde planet.
Mer information
Forskningsresultaten publiceras i två artiklar i samma nummer av tidskriften Astrophysical Journal Letters. Den första har titel “Kinematic evidence for an embedded protoplanet in a circumstellar disc”, av C. Pinte m. fl. och den andra är “A Kinematic Detection of Two Unseen Jupiter Mass Embedded Protoplanets” av R. Teague m. fl.
I Pintes forskarlag ingår C. Pinte (Monash University, Clayton, Victoria, Australien; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike), D. J. Price (Monash University, Clayton, Victoria, Australien), F. Ménard (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike), G. Duchêne (University of California, Berkeley California, USA; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike), W.R.F. Dent (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), T. Hill (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), I. de Gregorio-Monsalvo (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), A. Hales (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile; National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA) och D. Mentiplay (Monash University, Clayton, Victoria, Australien).
Teagues team består av Richard D. Teague (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA), Jaehan Bae (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, Washington, DC, USA), Edwin A. Bergin (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA), Tilman Birnstiel (University Observatory, Ludwig-Maximilians-Universität München, München, Tyskland) och Daniel Foreman-Mackey (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA).
ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 15 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, 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 arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.
Länkar
-
Forskningsartikel av Pinte m. fl. i Astrophysical Journal Letters
-
Forskningsartikel av Teague m. fl. i Astrophysical Journal Letters
Kontakter
Christophe Pinte
Monash University
Clayton, Victoria, Australia
Tel: +61 4 90 30 24 18
E-post: christophe.pinte@univ-grenoble-alpes.fr
Richard Teague
University of Michigan
Ann Arbor, Michigan, USA
Tel: +1 734 764 3440
E-post: rteague@umich.edu
Calum Turner
ESO Assistant Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-post: calum.turner@eso.org
Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org
Om pressmeddelandet
| Pressmeddelande nr: | eso1818sv |
| Namn: | HD 163296 |
| Typ: | Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary |
| Facility: | Atacama Large Millimeter/submillimeter Array |
| Science data: | 2018ApJ...860L..13P |
Bilder
Videor
text på engelska
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.