eso1047is — Fréttatilkynning

Lofthjúpur risajarðar rannsakaður í fyrsta sinn

1. desember 2010

Alþjóðlegum hópi stjarnvísindamanna hefur í fyrsta sinn tekist að rannsaka lofthjúp risajarðar, sem er tegund fjarreikistjörnu. Til þess notuðu þeir Very Large Telescope ESO. Reikistjarnan heitir GJ 1214b og voru mælingarnar gerðar þegar hún gekk fyrir móðurstjörnuna, svo hluti ljóssins frá stjörnunni barst í gegnum lofthjúp reikistjörnunnar. Nú vitum við að lofthjúpurinn er að mestu vatnsgufa eða hulin þykkum skýjum eða mistri. Skýrt er frá þessum niðurstöðum í nýjasta hefti tímaritsins Nature sem kemur út 2. desember 2010.

Reikistjarnan GJ 1214b fannst árið 2009 með mælingum sem gerðar voru með HARPS litrófsritanum á 3,6 metra sjónauka ESO í Chile (eso0950) [1]. Fyrstu niðurstöður bentu til þess að þessi reikistjarna hefði lofthjúp og hefur nú alþjóðlegur hópur stjarnvísindamanna, undir forystu Jacobi Bean (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), staðfest tilvist hans og rannsakað í smáatriðum með FORS mælitækinu á Very Large Telescope ESO.

„Þetta er í fyrsta sinn sem við rannsökum lofthjúp risajarðar. Rannsóknin markar því tímamót hjá okkur og er mikilvægt skref í átt til þess að greina þessa hnetti“ sagði Bean.

Radíus GJ 1214b er um 2,6 sinnum stærri en radíus jarðar en massinn um 6,5 sinnum meiri. Hún fellur því í þann flokk fjarreikistjarna sem nefndar hafa verið risajarðir (e. super-Earths). Móðurstjarna hennar er í um 40 ljósára fjarlægð frá jörðinni í stjörnumerkinu Naðurvalda. Stjarnan er dauf [2] en líka lítil svo reikistjarnan er tiltölulega stór í samanburði við móðurstjörnuna. Þess vegna er auðveldara að rannsaka hana [3]. Reikistjarnan ferðast þvert yfir skífu móðurstjörnunnar á 38 klukkustunda fresti enda er hún um það bil 70 sinnum nær móðurstjörnunni en jörðin er frá sólinni okkar, eða sem samsvarar aðeins tveggja milljón km fjarlægð.

Til að rannsaka lofthjúpinn fylgdist rannsóknahópurinn með ljósinu frá stjörnunni þegar reikistjarnan gekk þvert fyrir hana [4]. Á meðan þvergangan stóð yfir barst ljós frá stjörnunni í gegnum lofthjúp reikistjörnunnar en hann gleypir tilteknar bylgjulengdir ljóssins, allt eftir því hvernig efnasamsetningin og veðrakerfin eru. Hópurinn bar svo þessar nýju og nákvæmu mælingar saman við spár um mögulegar aðstæður í lofthjúpnum sem gerðar voru fyrir mælingarnar.

Stjarnvísindamenn spáðu fyrir um að þrenns konar lofthjúpar gætu hulið reikistjörnuna GJ 1214b. Í fyrsta lagi gæti reikistjarnan verið hulin vatnsgufu vegna nálægðar við stjörnuna. Þá kynni reikistjarnan að vera bergreikistjarna með lofthjúp úr vetni og miklum háskýjum eða mistri sem hylja hana. Enn aðrir töldu að reikistjarnan væru ekki ósvipuð Neptúnusi, með lítinn bergkjarna en þykkan vetnisríkan lofthjúp.

Nýju mælingarnar benda ekki til þess að vetni sé í lofthjúpnum og útiloka þar af leiðandi þriðja möguleikann. Lofthjúpurinn er því annað hvort gufukenndur eða þakinn skýjum og mistri sem kemur í veg fyrir að vetnið mælist, ekki ósvipað því að lofthjúpar Venusar og Títans í sólkerfinu okkar geta falið ummerki vetnis.

„Þótt við getum ekki sagt nákvæmlega til um efnasamsetningu lofthjúpsins er þetta spennandi skref fram á við því við getum þrátt fyrir allt, útilokað nokkra möguleika – það er merkilegt að geta sagt að lofthjúpur jafn fjarlægrar reikistjörnu sé annað hvort gufukenndur eða hulinn þoku“ segir Bean. „Nú þurfum við að fylgja þessum mælingum eftir með athugunum á lengri bylgjulengdum innrauðs ljóss svo við getum sagt til um hvernig lofthjúpur GJ 1214b er í raun og veru.“

Skýringar

[1] Þann 19. nóvember 2010 höfðu 500 fjarreikistjörnur verið staðfestar. Síðan hafa enn fleiri fundist. Hægt er að fylgjast með fjöldanum hér http://exoplanet.eu/catalog.php.

[2] GJ 1214 sýndist 300 sinnum daufari en sólin, væri hún í sömu fjarlægð frá okkur og sólin.

[3] Ljóssöfnunargeta Very Large Telescope var nauðsynleg svo gera mætti nógu góðar og áreiðanlega mælingar því stjarnan GJ 1214 er tiltölulega dauf. Hún gefur frá sér meira en 100 sinnum minna sýnilegt ljós en móðurstjörnur tveggja annarra heitra gasrisa sem hafa mikið verið rannsakaðir.

[4] Efnasamsetning lofthjúps GJ 1214b var rannsökuð með FORS mælitækinu á Very Large Telescope. Þetta mælitæki getur gert mjög nákvæmar litrófsmælingar af mörgum fyrirbærum í einu í nær-innrauða hluta rafsegulrófsins. FORS var eitt af fyrstu mælitækjunum sem sett var upp á Very Large Telescope.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá þessum niðurstöðum í nýjasta hefti tímaritsins Nature sem kemur út 2. desember 2010.

Í rannsóknahópnum eru Jacob Bean (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics í Bandaríkjunum), Eliza Miller-Ricci Kempton (University of California í Santa Cruz í Bandaríkjunum) og Derek Homeier (Institute for Astrophysics í Göttingen í Þýskalandi).

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 14 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: saevar@stjornuskodun.is

Jacob Bean
Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, USA
Sími: +1 617 495 7743
Farsími: +1 857 225 3818
Tölvupóstur: jbean@cfa.harvard.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1047.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1047is
Nafn:GJ1214b
Tegund:• Milky Way : Planet
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010Natur.468..669B

Myndir

Artist’s impression of GJ 1214b
Artist’s impression of GJ 1214b
texti aðeins á ensku
Artist’s impression of GJ 1214b in transit
Artist’s impression of GJ 1214b in transit
texti aðeins á ensku

Myndskeið

The super-Earth exoplanet GJ 1214b
The super-Earth exoplanet GJ 1214b
texti aðeins á ensku
Zoom in on the star GJ1214
Zoom in on the star GJ1214
texti aðeins á ensku

Sjá einnig