eso0942fi — Tutkimustiedote

Eksoplaneetoista selitys auringon kemialliselle anomalialle

11. marraskuuta 2009

Uraa uurtavan tähtikartoituksen tuloksena on löydetty yhteys Auringon ”litiummysteerin” ja planeettakuntien olemassaolon välillä. Hankkeessa tutkittiin 500 tähteä, joista 70:n tiedettiin olevan planeettojen ympäröimiä. Tähtitieteilijöiden ryhmä havaitsi ESOn maineikkaan HARPS-spektrografin avulla, että planeettojen ympäröimät auringonkaltaiset tähdet ovat tuhonneet sisältämänsä litiumin paljon planeetattomia tähtiä tehokkaammin. Havainto selittää osaltaan, miksi Auringossa on niin vähän litiumia. Lisäksi se tarjoaa tähtitieteilijöille tehokkaan keinon paikallistaa tähdet, joiden ympärillä on planeettoja.

Olimme jo lähes kymmenen vuoden ajan yrittäneet selvittää, millä tavoin planeettakuntien ympäröimät tähdet eroavat yksinäisistä serkuistaan. Havaitsimme, että auringonkaltaisissa tähdissä esiintyvän litiumin määrä vaihtelee sen mukaan, onko niiden ympärillä planeettoja vai ei”, kertoo Garik Israelian, Nature-lehdessä tällä viikolla ilmestyvän artikkelin pääkirjoittaja.

Auringon pienet litiumpitoisuudet muihin samankaltaisiin tähtiin verrattuna on pantu merkille jo vuosikymmenten ajan, mutta tähtitieteilijät eivät olleet pystyneet selittämään tätä anomaliaa. Planeetallisille tähdille yhteisen piirteen löytyminen tarjoaa nyt mysteeriin luonnollisen selityksen. ”Tämän 60-vuotisen arvoituksen ratkaisu on varsin yksinkertainen”, Israelian jatkaa. ”Auringossa on niin vähän litiumilla, koska sillä on planeettoja.

Johtopäätös perustuu tutkimukseen, jossa analysoitiin 500 tähteä, joista 70 on planeettojen ympäröimiä. Useimpia tähdistä seurattiin vuosien ajan ESOn suurtarkkuussäteisnopeusspektrografi HARPSin (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) avulla. Tämä ESOn 3,6-metriseen teleskooppiin liitetty spektrografi tunnetaan maailman tarkimpana eksoplaneettojen paikallistajana. “Tutkittu otos on planeetallisten tähtien erityisluonteen ymmärtämisen kannalta tähän saakka antoisin”, kommentoi artikkelin toinen kirjoittaja Michel Mayor.

Tähtitieteilijät tutkivat erityisesti auringonkaltaisia tähtiä, joita oli otoksessa lähes neljännes. He havaitsivat, että suurimmassa osassa planeettojen ympäröimistä tähdistä on alle 1 % siitä litiummäärästä, joka löytyi useimmista muista tähdistä. ”Nämä tähdet ovat Auringon tavoin tuhonneet tehokkaasti syntyessään perimänsä litiumin. Laajan otoksen avulla pystyimme osoittamaan, että litiumin väheneminen ei liity tähden muihin ominaisuuksiin, kuten vaikkapa sen ikään”, kertoo tutkimusryhmän jäsen Nuno Santos.

Muista rautaa kevyemmistä alkuaineista poiketen litiumin, berylliumin ja boorin kevyitä ytimiä ei synny tähdissä merkittäviä määriä. Sen sijaan ajatellaan, että vain kolmesta protonista ja neljästä neutronista koostuva litium syntyi pääosin aivan alkuräjähdyksen jälkeen 13,7 miljardia vuotta sitten. Useimmissa tähdissä on tästä syystä sama määrä litiumia, ellei tämä alkuaine ole tuhoutunut tähden sisällä.

Tulos tarjoaa tähtitieteilijöille myös uuden ja kustannustehokkaan keinon löytää uusia planeettakuntia: selvittämällä tähden litiummäärä voidaan päättää, mitä tähtiä kannattaa havainnoida tarkemmin.

Kun planeettojen läsnäolon ja epätavallisen pienten litiumpitoisuuksien välisestä yhteydestä on nyt saatu näyttöä, on seuraavaksi selvitettävä taustalla vaikuttava fysikaalinen mekanismi. ”Planeetta voi häiritä monin eri tavoin emotähtensä materian sisäistä liikettä. Se voi muuttaa eri alkuaineiden jakaumaa ja mahdollisesti aiheuttaa litiumin tuhoutumisen. Teoreetikot joutuvat nyt selvittämään, mikä näistä vaihtoehdoista on todennäköisin”, Mayor toteaa.

Lisätietoa

Hankkeen tutkimustulokset on esitelty Nature-lehden 12.11.2009 ilmestyvän numeron artikkelissa (Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planets, G. Israelian et al.).

Tutkimusryhmään kuuluvat Garik Israelian, Elisa Delgado Mena, Carolina Domínguez Cerdeña ja Rafael Rebolo (Instituto de Astrofisíca de Canarias, La Laguna, Teneriffa, Espanja), Nuno Santos ja Sergio Sousa (Centro de Astrofisica, Universidade de Porto, Portugali), Michel Mayor ja Stéphane Udry (Observatoire de Genève, Sveitsi) ja Sofia Randich (INAF, Osservatorio di Arcetri, Firenze, Italia).

ESO (European Southern Observatory, Euroopan eteläinen observatorio) on tähtitieteen keskeinen eurooppalainen hallitustenvälinen organisaatio. Se on tuottavuudella mitattuna maailman johtava tähtitieteellinen observatorio. Sen toimintaa tukee 14 maata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekki. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maassa sijaitsevien tutkimusvälineiden kehittämiseen, rakentamiseen ja toimintaan. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä tärkeitä tieteellisiä havaintoja. ESOlla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämisessä. ESOlla on Chilessä kolme huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESOlla on Paranalissa VLT-teleskooppi (Very Large Telescope). Se on maailman kehittynein näkyvän valon aallonpituuksia havainnoiva tähtitieteellinen observatorio. ESO on maailman suurimman tähtitieteen alan projektin, täysin uudenlaisen ALMA-teleskoopin, eurooppalainen yhteistyökumppani. ESO suunnittelee 42-metristä E-ELT-teleskooppia (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, eurooppalainen erittäin suuri optinen/lähi-infrapuna-alueen teleskooppi), josta tulee maailman suurin tähtitaivasta tarkkaileva silmä.

Linkit

Yhteystiedot

Katri Koskela
Viestintharjoittelija Suomen Akatemian viestint
Vilhonvuorenkatu 6 PL 99 00501 Helsinki Sähköposti: etunimi.sukunimi@aka.fi

Garik Israelian
Insitituto de Astrofisica de Canarias
Tenerife, Spain
Puh.: +34 922 60 5258
Sähköposti: gil@iac.es

Nuno Santos
Centro de Astrofisica da Universidade do Porto
Porto, Portugal
Puh.: +351 226 089 893
Sähköposti: Nuno.Santos@astro.up.pt

Sergio Sousa
Centro de Astrofisica da Universidade do Porto
Porto, Portugal
Sähköposti: sousasag@astro.up.pt

Michel Mayor
Observatory of Geneva University
Geneva, Switzerland
Puh.: +41 22 379 22 00
Sähköposti: Michel.Mayor@obs.unige.ch

Stéphane Udry
Observatory of Geneva University
Geneva, Switzerland
Sähköposti: Stephane.Udry @obs.unige.ch

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso0942.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso0942fi
Legacy ID:PR 42/09
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Science data:2009Natur.462..189I

Kuvat

Burning lithium inside a star (artist's impression)
Burning lithium inside a star (artist's impression)
Englanniksi

Katso myös