eso0933no — Pressemelding

Første sikre bevis for steinplanet rundt en annen stjerne

Masse og tetthet for minste eksoplanet er endelig målt

16 September 2009

De mest omfattende målinger som noensinne er gjort med HARPS-instrumentet har slått fast at CoRoT-7b, eksoplaneten med den minste kjente radius og den korteste omløpstiden, har en masse fem ganger større enn Jorda. Kombinert med CoRoT-7b's kjente radius, som er mindre enn to ganger Jordas, forteller dette oss at eksoplanetens tetthet er noenlunde den samme som vår egen jord. Det betyr en fast, steinaktig klode. Det store datasettet avdekker også tilstedeværelsen av en annen såkalt superjord i dette fremmede solsystemet.

"Dette er vitenskap på sitt mest spennende," sier Didier Queloz, leder for teamet bak observasjonene. "Vi gjorde alt vi kunne for å lære mer om objektet som ble oppdaget av CoRoT-satellitten, og det vi fant, var et helt unikt system."

I februar 2009 offentliggjorde astronomene funnet av en liten eksoplanet rundt en heller gjennomsnittlig stjerne kalt TYC 4799-1733-1. Oppdagelsen ble gjort av CoRoT-satellitten [1] et år tidligere, og en rekke bakkebaserte teleskoper, deriblant ESOs, gjorde omhyggelige observasjoner i de påfølgende månedene. Moderstjernen, nå kjent som CoRoT-7, ligger i stjernebildet Enhjørningen og har en avstand på rundt 500 lysår. CoRoT-7 er noe mindre og kjøligere enn vår egen sol, noe som tyder på at den er yngre. Alderen anslås til omkring 1,5 milliarder år.

Hvert 20,4 time formørker planeten en ørliten del av stjernen. Svekkelsen av stjernelyset er kun 0,033 % [2]. og varer en drøy time. Planeten har fått betegnelsen CoRoT-7b og befinner seg kun 2,5 millioner kilometer fra moderstjernen. Dette er 23 ganger mindre enn avstanden mellom Merkur (vår innerste planet) og Sola. Radien er ca. 80 % større enn Jordas.

De første målingene kunne ikke gi svar på hva eksoplanetens masse var. Slike beregninger krever ekstremt nøyaktige målinger av hastigheten til stjernen, som blir "dyttet" ørlite fram og tilbake på grunn av gravitasjonskraften fra den omkretsende eksoplaneten. Problemet med CoRoT-7b er at disse ekstremt små signalene blir påvirket av aktivitet i stjerneatmosfæren, nærmere bestemt "stjerneflekker" (analogt til solflekker på Sola). Hovedsignalet er derfor knyttet til rotasjonen til stjernen; den bruker omtrent 23 dager på en omdreining.

"Selv om HARPS er uslåelig når det gjelder å oppdage små eksoplaneter, var målingene av CoRoT-7b så krevende at vi trengte hele 70 timer med observasjoner av moderstjernen," sier medforfatter François Bouchy.

HARPS leverte varene, og astronomene klarte å lokke fram et periodisk 20,4 timers signal fra dataene. Fra dette tallet kunne de videre slutte at massen til CoRoT-7b var om lag fem jordmasser. Den er dermed en av de letteste eksoplaneter vi kjenner til.

"Fordi omløpsbanen er orientert slik at planeten passerer foran stjernen, kan vi faktisk måle – og ikke bare utlede – massen til eksoplaneten. Massen er den minste som så langt er blitt målt nøyaktig [3]," sier teammedlem Claire Moutou. "Dessuten, siden vi vet både radius og masse kan vi bestemme tettheten og dermed få en bedre forståelse for strukturen i planetens indre."

Massen til CoRoT-7b er nærmere Jordas masse enn f.eks. Neptuns 17 jordmasser, og dette plasserer den i kategorien "superjord-eksoplaneter". Rundt et dusin slike er funnet hittil. Når det gjelder CoRoT-7b, er det første gang man har klart å måle tettheten til en så liten eksoplanet. Den beregnede tettheten er omtrent som for Jorda, noe som tyder på at planetens sammensetning er tilsvarende steinete.

"Observasjonene av CoRoT-7b var en oppvisning i hva en kan få til med astronomiske målinger. De superbe lyskurvene fra romteleskopet CoRoT gav oss den beste radiusbestemmelse og HARPS den beste massebestemmelse blant alle eksoplaneter. Begge var avgjørende for å oppdagelse en steinplanet med samme tetthet som Jorda," sier medforfatter Artie Hatzes.

CoRoT-7b utmerker seg også ved å være eksoplaneten med den minste avstanden til moderstjernen, noe som også gjør den til den raskeste. Den kretser rundt stjernen i mer enn 750 000 kilometer i timen, mer enn syv ganger raskere enn Jordas banehastighet rundt Sola. "Faktisk er CoRoT-7b så nær stjernen at overflaten kan minne om Dantes Inferno. Temperaturen på planetens dagside antas å være over 2000 grader og på nattsiden minus 200 grader. Teoretiske modeller viser at planeten kan ha lava eller kokende hav på overflaten. Med slike ekstreme forhold er dette absolutt ikke et sted der liv kan tenkes å oppstå," sier Queloz.

HARPS' fantastiske presisjon gjorde dessuten at astronomene oppdaget en annen eksoplanet noe lenger unna stjernen enn CoRoT-7b. Denne planeten har fått navnet CoRoT-7c og kretser rundt moderstjernen i løpet av 3 dager og 17 timer og har en masse omtrent åtte ganger større enn Jordas. Denne klassifiseres dermed også som en superjord. I motsetning til CoRoT-7b passerer ikke denne nabokloden foran stjernen sett fra Jorda, så astronomene kan ikke måle dens radius og følgelig heller ikke dens tetthet.

Med disse funnene er det nå klart at CoRoT-7 er den første stjerne vi kjenner som har et planetsystem bestående av to kortperiodiske superjorder, og der en av dem passerer foran sin moderstjerne.

Fotnoter

[1] CoRoT-satellitten er et samarbeid mellom Frankrike og sine internasjonale partnere: ESA, Østerrike, Belgia, Brasil, Tyskland og Spania.

[2] Vi ser nøyaktig den samme effekten i vårt egen solsystem når Merkur eller Venus passerer foran solskiven, slik som Venus gjorde 8. juni 2004 (ESO PR 03/04). I de forrige århundrene ble slike begivenheter brukt til å estimere avstanden mellom Sola og Jorda, noe som var av ekstremt stor betydning for astrofysikk og celest mekanikk.

[3] Gliese 581e, også oppdaget med HARPS, har en nedre grense for massen på rundt to ganger Jordas masse (se ESO 15/09), men omløpsbanens geometri er noe usikker, slik at den virkelige massen er ukjent. Når det gjelder CoRoT-7b, er banegeometrien kjent ettersom den passerer foran moderstjernen. Derfor kan astronomene nøyaktig bestemme planetens masse.

Mer informasjon

Denne studien er presentert i en forskningsartikkel som vil komme i en spesialutgave av journalen Astronomy and Astrophysics, volum 506-1, 22. okt. 2009: "The CoRoT-7 planetary system: two orbiting Super-Earths" av D. Queloz et al.

Teamet består av D. Queloz, R. Alonso, C. Lovis, M. Mayor, F. Pepe, D. Segransan, og S. Udry (Observatoire de Genève, Sveits), F. Bouchy, F. og G. Hébrard, G. (IAP, Paris, Frankrike), C. Moutou, M. Barbieri, P. Barge, M. Deleuil, L. Jorda, og A. Llebaria (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Frankrike), A. Hatzes, D. Gandolfi, E. Guenther, M. Hartmann, og G. Wuchterl (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tyskland), M. Auvergne, A. Baglin, D. Rouan, og J. Schneider (LESIA, CNRS, Observatoire de Paris, Frankrike), W. Benz (University of Bern, Sveits), P. Bordé, A. Léger, og M. Ollivier (IAS, UMR 8617 CNRS, Université Paris-Sud, Frankrike), H. Deeg (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spania), R. Dvorak (University of Vienna, Østerrike), A. Erikson og H. Rauer (DLR, Berlin, Tyskland), S. Ferraz Mello (IAG-Universidade de Sao Paulo, Brasil), M. Fridlund (European Space Agency, ESTEC, Nederland), M. Gillon og P. Magain (Université de Liège, Belgia), T. Guillot (Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS UMR 6202, Nice, Frankrike), H. Lammer (Austrian Academy of Sciences), T. Mazeh (Tel Aviv University, Israel), og M. Pätzold (Köln University, Tyskland).

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. 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
Geneva, Switzerland
Tlf.: +41 22 379 2477
E-post: didier.queloz@unige.ch

François Bouchy
IAP, Paris
Paris, France
Tlf.: 33 4 92 70 64 94
E-post: bouchy@iap.fr

Claire Moutou
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tlf.: +33 4 91 05 59 66
E-post: Claire.Moutou@oamp.fr

Artie Hatzes
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Tautenburg, Germany
Tlf.: +49 36 42 78 63 55
Mob.: +49 (0)163 69 13 863
E-post: artie@tls-tautenburg.de

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso0933 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.:eso0933no
Legacy ID:PR 33/09
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Science data:2009A&A...506..303Q

Bilder

Artist’s impression of Corot-7b
Artist’s impression of Corot-7b
kun på engelsk
The planet-hosting star CoRoT-7
The planet-hosting star CoRoT-7
kun på engelsk
Field around the planet-hosting star CoRoT-7
Field around the planet-hosting star CoRoT-7
kun på engelsk

Videoer

Zoom in on the star CoRoT-7
Zoom in on the star CoRoT-7
kun på engelsk
Pan over the artist’s impression of CoRoT-7b
Pan over the artist’s impression of CoRoT-7b
kun på engelsk
Zoom in the artist’s impression of CoRoT-7b
Zoom in the artist’s impression of CoRoT-7b
kun på engelsk

Se også